CN103805280A

CN103805280A - 固体燃料的气化***

Info

Publication number: CN103805280A
Application number: CN201310524643.1A
Authority: CN
Inventors: 石贺琢也; 木曾文彦; 流森文彦; 末次朗宪
Original assignee: Babcock Hitachi KK
Current assignee: Mitsubishi Power Ltd
Priority date: 2012-11-08
Filing date: 2013-10-30
Publication date: 2014-05-21
Anticipated expiration: 2033-10-30
Also published as: AU2013251229A1; JP6057674B2; JP2014095004A; CN103805280B; AU2013251229B2

Abstract

本发明提供一种使用褐煤等高水分的固体燃料的气化***，其能够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产生的水蒸气。使水分含有量较多的固体燃料在气化炉的上游侧干燥。在气化炉中供给干燥后的固体燃料，防止气化炉内的温度降低。另一方面，将由燃料干燥产生的、含有水蒸气的气体向气化炉的下游供给，对生成气体进行冷却，促进变换反应。燃料干燥的热源使用由变换反应器下游的热回收产生的水蒸气、在由CO₂再生塔进行CO₂吸收液的再生加热中使用的水蒸气等设备废热、从生成气体回收后进行隔热压缩的CO₂等。

Description

固体燃料的气化***

技术领域

本发明涉及使用褐煤等水分含有量较高的固体燃料的气化***，涉及对由固体燃料的干燥引起的能效降低进行抑制的***。

背景技术

褐煤等高水分固体燃料的利用量增至煤炭整体的利用量的大致一半。褐煤的水分含有量为30～65%左右。该数据比在日本发电用中较多使用的烟煤要高5～10倍。褐煤的每单位重量的净热值是烟煤的40～70%左右，因此相同的氧气含量下的褐煤的燃烧温度与烟煤相比要低数百度。

另一方面，在使煤炭部分燃烧（气化）并回收以CO、H₂为主成分的生成气体并将煤炭中的灰分进行熔渣化而从生成气体分离的煤气化炉中，需要将炉内温度升高至灰熔点（1200～1600℃）以上。在将褐煤直接投入到气化炉的情况下，因为其水分量较大和净热值较低，无法使炉内温度升高，存在在炉内不能进行灰熔融而无法进行气化运转的情况。为了提高炉内温度，需要预先将气化炉投入前的褐煤干燥来减少水分量，提高净热值。

另外，为了提高气化***整体能效，需要谋求用于褐煤干燥的能量使用量降低与产生的水蒸气的有效利用。例如，在专利文献1中，记载有如下的褐煤干燥***：在褐煤的干燥中使用流动层，将产生的水蒸气应用于以下的三种情况。

（1）使水蒸气在流动层内再循环并用作褐煤的流动化气体以及直接加热的热源。

（2）将来自于水蒸气的热回收所产生的新的水蒸气用作将流动层内的褐煤间接加热的热源。

（3）将水蒸气用作变换反应器中的变换反应用蒸气。

此外，在专利文献2中，公开有如下煤气化***：将用于使具有规定的水分的亚烟煤或者褐煤干燥而形成水分量调节煤炭的干燥装置设在煤气化反应炉的上游，生成具有规定的水分量的水分量调节煤炭，不向气化炉供给水蒸气地将焦油/焦炭高效气化。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2011-214562号公报

专利文献2：WO国际公开2011-129192号公报

发明要解决的课题

在使褐煤等高水分的固体燃料在投入气化炉前进行干燥的气化***中，为了提高***整体的能效，需要降低用于燃料干燥的能量使用量和有效利用产生的水蒸气。

首先，作为燃料干燥中的能量使用量试算的一个例子，将对水分50wt%的高水分固体燃料1500t/d（含有水分750t/d）进行干燥、作为水分25wt%的高水分固体燃料1000t/d（含有水分250t/d）而投入到气化炉的情况下的、干燥后的燃料的总发热量表示在表1中。此外，将燃料干燥所需要的热量表示在表2中。

在表2中，假设燃料中的水分作为20℃的液体存在，燃料干燥的定义是将20℃的液体的水加热成100℃的水蒸气。

根据表1的（4）（单位Giga Joule）以及表2的（10）可知，燃料干燥所需要的热量达到干燥后燃料的总发热量的大约7%。在此，燃料干燥的热源可以是100℃以上，气化***所产生的废热利用是有效的。此外，在具备生成气体中的CO₂回收机构的气化***中，也考虑对回收的CO₂进行加热而将其作为燃料干燥的热源的***。然而，在专利文献1中，对于使用气化***的废热、回收CO₂进行燃料干燥的气化***，并没有言及。

[表1]

干燥后燃料的总发热量试算的一例

（1000t/d）

项目	单位	数值	备注
				（1）干燥后的燃料量	t/d	1000	干燥前1500t/d
（2）全部水分	wt%	25	干燥前50wt%
				（3）净热值	kJ/kg	18600
（4）干燥后燃料的总发热量	GJ/d	18600	（1）×（3）

[表2]

燃料干燥所需要的热量试算的一例

（干燥前燃料1500t/d（水分50wt%）→1000t/d（水分25wt%））

项目	单位	数值	备注
				（5）蒸发水分量	t/d	500	根据（1）、（2）
（6）干燥前温度	℃	20	液体
				（7）干燥后温度	℃	100	水蒸气
（8）水比热	kJ/kg	4.2
				（9）蒸发潜能	kJ/kg	2256
（10）燃料干燥所需要的热量	GJ/d	1296	20℃的水→100℃的水蒸气

接下来，作为由燃料干燥产生的水蒸气的有效利用方法，考虑向发电用、燃料干燥的流动化介质或干燥热源、气化***所使用的蒸气的转用。若将燃料干燥所产生的水蒸气设为在常压下100℃，则大幅低于火力发电等所使用的蒸气温度（500℃以上）和压力（20MPa以上），能效不佳。此外，在作为燃料干燥的流动化介质、干燥热源的情况下，产生的水蒸气最终全部作为水进行回收，因此需要排水处理装置。

基于以上的理由，优选将燃料干燥所产生的水蒸气转用作气化***所使用的蒸气、并通过现有的水处理装置对应的***。因此，作为燃料干燥所产生的水蒸气的用途，优选用于生成气体冷却用与CO变换反应用。

在专利文献1中，具有与将燃料干燥产生的水蒸气用作CO变换反应器中的CO变换反应用蒸气的***相关的记载，但对于将该水蒸气向生成气体冷却部投入的***，则没有记载。

此外，在专利文献2中，从水蒸气喷嘴供给水蒸气而使热分解气化反应炉内成为水蒸气富化氛围对焦炭分解是有效的，但若水蒸气量增加则气化反应炉内的温度降低而使反应速度降低，并且还需要一定设备，因此公开了利用水分量调节煤炭的水分来进行焦炭分解等的新的煤气化***。但是，在专利文献2中，并没有发现与向气化反应炉适当供给水蒸气、并且进行褐煤等的干燥过程中排出的水蒸气的处理的气化***相关的记载。

发明内容

用于解决课题的手段

本发明为一种固体燃料的气化***，其中，该气化***具备：将固体燃料干燥的干燥装置、干燥后的固体燃料的粉碎装置、贮存粉碎后的固体燃料的料斗、燃料搬运回路、气化炉、生成气体冷却部、除尘装置、洗涤塔以及脱硫装置，将在所述干燥装置产生的含有水蒸气的气体在所述气化炉的下游侧与来自于所述气化炉的生成气体混合。

本发明使由燃料干燥产生的水蒸气在气化炉下游的生成气体冷却部与高温生成气体混合，谋求同时实现生成气体的冷却与CO变换反应促进。只要采用生成气体冷却部，仅使100℃的水蒸气进行升压就能够投入，因此作为由燃料干燥产生的水蒸气的用途是最有前途的。

将水分含有量较多的固体燃料在气化炉的上游侧进行干燥，将干燥后的固体燃料向气化炉供给。另一方面，使由燃料干燥产生的含有水蒸气的气体向气化炉的下游供给而与生成气体混合，对生成气体进行冷却而促进CO变换反应。此外，将含有水蒸气的气体的剩余部分作为变换反应用蒸气向变换反应器进行供给。

在燃料干燥的热源中利用由气化***产生的废热。在具备生成气体中的CO₂回收机构的***的情况下，将通过CO变换反应器高温化的生成气体、在CO变换反应器下游的热回收部处产生的水蒸气、在由CO₂再生塔进行CO₂吸收液的再生加热中使用的水蒸气用作热源。此外，对回收的CO₂进行隔热压缩，将高温化的CO₂作为热源进行燃料干燥，利用该CO₂将干燥后的固体燃料搬运到气化炉。

燃料干燥主要通过干燥器来实施，但也可以通过闭锁料斗来使升压、待机中的燃料进行干燥。闭锁料斗处的燃料的贮存时间至少是20分钟以上，通过将搬运介质投入到闭锁料斗内而进行升压。因而，将通过所述隔热压缩高温化的CO₂投入到闭锁料斗，从而能够在闭锁料斗内干燥燃料。

发明效果

根据本发明，使由燃料干燥产生的水蒸气在气化炉的下游与生成气体混合而冷却生成气体，并且在变换反应器的前段促进CO变换反应。由此，使生成气体冷却部小型化，并且降低CO变换反应器所使用的变换反应蒸气的使用量。此外，作为干燥装置中的燃料干燥的热源，使用在CO变换反应器下游的热回收部处产生的多余的水蒸气、在CO₂再生塔处用于CO₂吸收液的再生加热之后的水蒸气等的、以往没有利用的设备废热，从而抑制由燃料干燥引起的能效降低。

附图说明

图1是本发明的实施例1的高水分固体燃料的气化***的回路图。

图2是本发明的实施例2的高水分固体燃料的气化***的回路图。

图3是本发明的实施例3的高水分固体燃料的气化***的回路图。

图4是本发明的实施例4的高水分固体燃料的气化***的回路图。

具体实施方式

以下，基于图示的实施例，对本发明的高水分固体燃料的气化***进行说明。

[实施例1]

图1是本发明的实施例1的高水分固体燃料的气化***的回路图。实施例1的高水分固体燃料的气化***具备高水分固体燃料的干燥装置、变换反应器以及CO₂回收机构，分别使用在干燥装置的热源处通过变换反应高温化的生成气体以及回收CO₂的一部分进行隔热压缩而高温化的CO₂的显热。

褐煤等高水分固体燃料1的水分含有量达到30～65wt%，比日本发电用中广泛使用的烟煤要高5～10倍。褐煤等高水分固体燃料1的每单位重量的发热量也较低，因此难以向气化炉16直接投入。这是因为，无法使炉内温度上升，且不能进行灰熔融以及熔渣的稳定排出。

因此，高水分固体燃料1首先通过干燥装置2进行干燥，通过粉碎装置3进行粉碎。之后，与现有的烟煤等的气化***相同，贮存在闭锁料斗4，经由移送阀6而向进料斗5移送，经由搬运管10而向气化炉GF供给。

气化炉GF由气化部16和生成气体冷却部18构成，在气化部16中也被供给由空气分离器13从空气11分离出的氧气15，高水分固体燃料1在炉内进行气化，产生高温的生成气体17。与此同时，燃料中的灰分在炉内的高温氛围下进行熔融，作为熔渣从生成气体17分离。有时生成气体17在气化部16出口处达到1000℃以上，也伴随有焦炭20，通过生成气体冷却部18冷却到不足400℃。生成气体17在设置于生成气体冷却部18的下游的除尘装置19处进行除尘。在此，将回收的焦炭20再投入到气化炉16，再次进行气化。

通过除尘装置19进行过除尘的生成气体17在洗涤塔33处冷却至100℃左右，并且除去卤素系物质、微小灰尘，通过脱硫塔34进行脱硫。40℃左右的脱硫后的生成气体35通过生成气体的换热器36与生成气体的加热器37加热到200℃以上，向变换反应器进行供给。变换反应是指式（1）所示的反应，当向右方向进行时，为放热反应。

CO＋H₂O→CO₂＋H₂……（1）

变换反应在无催化剂下在1000℃以上活跃地进行，但利用变换催化剂在500℃以下也能够活跃地进行反应。脱硫后的生成气体35的加热温度由填充到变换反应器内的催化剂的活性温度来确定。

此外，变换反应器通常设置有多台，通过在变换反应器的下游侧回收变换反应热，将变换反应器内的温度保持在规定的范围内，保护变换催化剂。在实施例1中，将两台变换反应器以串联的方式设置的情况作为一个例子进行表示，从上游侧起称作第一变换反应器38、第二变换反应器54。

在第二变换反应器54处排出的变换反应后的生成气体41，其主成分为CO₂以及氢气且达到200℃以上，由生成气体换热器36进行冷却，向CO₂回收机构进行供给。在CO₂吸收塔42中，变换反应后的生成气体41与CO₂吸收液接触而除去CO₂。由此，CO₂吸收后的生成气体43的主成分为氢气，除在用作发电用燃料之外，也用作甲醇、DME（二甲醚）、氨等的原料等。

在CO₂吸收塔42吸收了CO₂的CO₂吸收液47通过换热器44、加热器45被加热到100℃以上，向CO₂再生塔46进行供给。在CO₂再生塔46释放吸收了CO₂的CO₂吸收液47中的CO₂，从而能够实现CO₂吸收液47的再利用。

通过CO₂再生塔46进行回收的回收CO₂101的一部分成为再利用CO₂102，剩余部分成为贮存CO₂103。再利用CO₂102的流量通过再利用CO₂的流量调节阀51进行调整。在再利用CO₂102中，由气化***排出的CO₂（图中的﹡b、﹡c、﹡e）也可以与贮存CO₂103混合，贮存在地下等。

为了较高地确保CO₂再生塔46处的CO₂回收率，需要对吸收液进行保温。因此，可以抽出一部分的吸收液作为再生加热用的CO₂吸收液48，在通过CO₂吸收液的加热器49再加热到100℃以上之后，返回到CO₂再生塔46。在该再生加热的热源中，适用150～300℃左右的低温蒸气，将其称作CO₂吸收液的再生加热用蒸气50。

在此，在实施例1中记载有，在来自变换反应后的生成气体41的CO₂回收中，使用吸收液的化学吸收方式，但也可以使用物理吸收、化学吸收、吸附、膜分离、深冷分离方式这样的其他CO₂回收方式。

接下来，通过所述的干燥装置2进行干燥后的高水分固体燃料的水分含有量，基于燃料性状期望设为25wt%以下。若预先将水分含有量干燥至该程度，则能够利用与烟煤相同的处理方法进行粉碎。干燥后的水分含有量考虑到粉碎性、气化炉内温度，可以根据每个煤的种类预先确定。

褐煤所含有的水分可认为呈液体状吸附于粒子。为了使褐煤中的水分干燥，将液体状的水加热至100℃，使其蒸发而成为水蒸气。另一方面，褐煤与烟煤相比，具有容易自燃的特征，在空气氛围下在150℃以上具有自燃的危险性。综上所述，需要将干燥热源的温度设为100℃以上，利用不含有氧气的气体将干燥装置2的内部密封，预先降低氧气浓度。作为能够在本实施例中使用的不含有氧气的气体，可以想到CO₂、氮气、水蒸气、氩气，但使用高温气体的情况较为有利，所以优选CO₂或者水蒸气。

此外，如表2所述，通过干燥装置2产生大量的水蒸气。通过利用该水蒸气，可以无需由现有（烟煤等）的气化***中的热回收进行的蒸气产生工序，并且通过将该工序处的热量用作干燥热源，能够构建对由燃料干燥引起的能效降低进行抑制的气化***。

在实施例1中表示了如下气化***，该气化***将由干燥装置2产生的水蒸气由压缩机28压缩并升压至与气化部16的压力同等程度，用于气化部16所产生的生成气体17的冷却和变换反应用水蒸气40。

在现有的气化***中，变换反应用水蒸气40主要在变换反应器的下游，将变换反应热量作为热源。但是，若将由干燥装置产生的含有水蒸气的气体27用作变换反应用水蒸气40，则例如在第一变换反应器38的下游，通过变换反应高温化的生成气体53的热量变得剩余。

因此，可以将通过变换反应高温化的生成气体53向干燥装置2进行供给，将通过变换反应高温化的生成气体53的显热用作干燥热源。通过变换反应高温化的生成气体53的温度在200℃以上，因此适合作为干燥热源。需要说明的是，该温度根据变换反应催化剂的活性温度、填充状态而变化。

另一方面，上述生成气体冷却部18中的生成气体17的冷却方法是：

（a）与导热管内的蒸气等的换热

（b）喷雾水32的喷雾

（c）在生成气体冷却部的、与含有水蒸气的气体29进行的混合。

在高水分固体燃料1的气化***中能够利用（c），因此能够使生成气体冷却部18小型化，削减喷雾水32的流量。在生成气体冷却部18中，在使（c）的含有水蒸气的气体与1000℃以上的生成气体17混合的情况下，式（1）的变换反应在无催化剂的条件下进行。

由此，能够降低向下游的变换反应器投入的变换反应用水蒸气40的使用量。另外，也可以从由高水分固体燃料1的干燥产生的、含有水蒸气的气体27回收有用的氢气，有效利用高水分固体燃料1的水分。（c）的流量受到下游的洗涤塔33处的气体组成、（b）的喷雾水的流量制约，因此需要设置流量调节阀31。

与此相对，在上述表2的情况下，向变换反应器供给的含有水蒸气的气体30能够接纳含有水蒸气的气体27全部的量。这是因为，变换反应用水蒸气40在化学计量比以上（也存在接近两倍的情况）的条件下进行运用。因此，不需要流量调节阀，只要具有用于加热至适合变换反应的温度的含有水蒸气的气体的加热器39即可。

此外，在实施例1中，作为对干燥后的高水分固体燃料以及焦炭20进行搬运的非活性气体，使用由本***回收的CO₂的一部分。将回收CO₂101的一部分作为再利用CO₂102进行分支，通过CO₂压缩机52进行隔热压缩而升压、升温，将压缩CO₂104向干燥装置2供给。这是因为，在干燥装置2中的干燥热源中使用压缩CO₂104的显热。例如，若将常温、常压的CO₂压缩至10MPa，则能够升温至大约100℃。

从干燥装置2排出的CO₂的一部分作为搬运介质向干燥后的高水分固体燃料的闭锁料斗4、进料斗5以及焦炭闭锁料斗21、焦炭进料斗22进行供给，向气化炉GF进行供给。搬运介质所使用的CO₂的流量通过搬运介质用CO₂的流量调节阀60进行调整。

综上所述，实施例1不仅能够通过将由高水分固体燃料的干燥所产生的含有水蒸气的气体用于高温生成气体的冷却而使生成气体冷却部实现小型化，还能够通过无催化剂条件下的变换反应促进而从燃料中的水分回收氢气，并且能够降低下游的变换反应器的水蒸气使用量。

此外，通过将含有剩余的水蒸气的气体活用作变换反应器中的变换反应蒸气，能够大幅降低从***外部供给的变换反应用蒸气量。

另外，通过将成为该热源的由变换反应高温化的生成气体的显热以及对回收CO₂的一部分进行隔热压缩而高温化的CO₂的显热作为高水分固体燃料的干燥热源，从而能够构建抑制由燃料干燥引起的能效降低、并且有效利用高水分固体燃料的水分的气化***。

[实施例2]

在图2中表示本发明的实施例2的高水分固体燃料的气化***的回路图。在实施例2中，对在实施例1中与上述图1不同之处、即通过变换反应高温化的生成气体53的显热的利用方法与干燥装置2的干燥热源进行说明。

在实施例2中，重新设置用于回收通过从第一变换反应器38产生的变换反应高温化的生成气体53的显热的变换换热器55。在变换换热器55中，利用该显热将水蒸气加热至200℃以上，作为高水分固体燃料1的干燥用水蒸气56以及变换反应用水蒸气40而使其向第一变换反应器38、第二变换反应器54反馈并加以利用。变换反应用水蒸气40的流量与来自于干燥装置2的向变换反应器供给的含有水蒸气的气体30的流量对应，通过变换反应用水蒸气的流量调节阀57进行调整。

加热至200℃以上的干燥用水蒸气56被导入到干燥装置2内，通过其显热来干燥高水分固体燃料1。在图2中，由干燥用水蒸气56通过间接换热方式对高水分固体燃料1进行加热，但也可以采用将干燥用水蒸气56的一部分或者全部供给到干燥装置2内的直接换热方式。

从干燥装置2排出的干燥用水蒸气56与通过补给蒸气的流量调节阀59进行了流量调整的从***外部供给来的补给蒸气58混合，通过变换换热器55再次被加热到200℃以上。

综上所述，将利用通过变换反应高温化的生成气体的显热加热了的水蒸气用作高水分固体燃料的干燥热源和变换反应用水蒸气，从而能够构建抑制由燃料干燥引起的能效降低、并且有效利用高水分固体燃料的水分的气化***。

[实施例3]

在图3中表示本发明的实施例3的高水分固体燃料的气化***的回路图。在实施例3中，对在实施例2中与上述图2不同之处、即将干燥用水蒸气56也用作再生加热用的CO₂吸收液48的加热热源的气化***进行说明。

将通过变换换热器55加热至200℃以上的干燥用水蒸气56向CO₂吸收液的加热器49供给。由此，将再生加热用的CO₂吸收液48加热至100℃以上。另一方面，将从加热器49排出的干燥用水蒸气56以维持在100℃以上的状态向干燥装置2供给，成为高水分固体燃料1的干燥热源。

干燥装置2的入口的干燥用水蒸气56的温度低于实施例2的情况，因此在干燥装置2能够利用的干燥用水蒸气56的显热也变少。因此，为了不使用外热地确保干燥装置2的热源，可以考虑下述三个对策。

对策1是增加隔热压缩CO₂（104）的流量。

对策2是增加干燥用水蒸气56的流量。变换反应用水蒸气40的流量使用化学计量比1.5～2倍左右。若通过改进变换催化剂能够降低变换反应用水蒸气40的流量，则能够增加干燥用水蒸气56的流量。

对策3是由将不含氧气的高温气体向干燥装置2内部直接投入所带来的导热效率提高。优选水蒸气与CO₂作为在高温下不含有氧气的气体。对于对策3，在实施例4中进行详细说明。

综上所述，将利用通过变换反应高温化的生成气体的显热加热了的水蒸气用作高水分固体燃料的干燥与CO₂吸收液的再加热的热源以及变换反应用水蒸气，能够构建抑制由燃料干燥引起的能效降低、并且有效利用高水分固体燃料的水分的气化***。

[实施例4]

在图4中，表示本发明的实施例4的高水分固体燃料的气化***的回路图。在实施例4中，对在实施例3中与上述图3不同之处、即将隔热压缩CO₂104向贮存、搬运干燥后的高水分固体燃料的料斗进行供给、将干燥后的高水分固体燃料进一步干燥、并且进行预热的***进行说明。

将压缩CO₂104不仅向干燥装置2、也向对干燥后的高水分固体燃料进行贮存、升压的闭锁料斗4、在加压状态下用于搬运而将其贮存的进料斗5进行供给。将闭锁料斗4升压并移动至进料斗5为止的待机时间视料斗容量而定，至少在20～30分钟以上。在闭锁料斗4内，通过将作为搬运介质的高温的压缩CO₂104供给并升压，能够进一步干燥高水分固体燃料。通过将该CO₂也向进料斗5进行供给而用作通向气化炉的搬运介质，也能够对高水分固体燃料进行预热。

从闭锁料斗4开始，经由闭锁料斗均压阀7、压力调节阀9排出含有CO₂与水蒸气的气体（﹡b）。含有CO₂与水蒸气的气体（﹡b）可以在生成气体冷却部18用于生成气体17的冷却。在含有CO₂与水蒸气的气体（﹡b）中也含有微粒的固体物，该固体物可以通过现有的除尘装置19进行回收。

此外，在干燥装置2的内部，供给高温的不含有氧气的气体61，促进高水分固体燃料1的加热。作为高温的不含有氧气的气体61，优选水蒸气、CO₂。

此时，在从干燥装置2产生的含有水蒸气的气体27中，有可能含有微粒的固体物。若将该固体物向变换反应器进行供给，则有可能使变换反应性降低、使变换催化剂发生劣化。因此，设置向变换反应器供给的含有水蒸气的气体的除尘装置62，回收飞散固体物63。飞散固体物63可以与焦炭20一起从焦炭闭锁料斗21供给到气化炉16。

综上所述，将隔热压缩CO₂向闭锁料斗进行供给，运用升压、待机时间而使高水分固体燃料干燥，从而也能够实现干燥装置的小型化。此外，通过将隔热压缩CO₂也向进料斗进行供给，能够对高水分固体燃料与搬运介质进行预热，因此也成为抑制在高水分固体燃料的气化炉所担心的炉内温度降低的一个对策。

工业实用性

本发明能够用于褐煤等高水分的高水分固体燃料的气化***。

附图标记说明：

1…高水分固体燃料

2…干燥装置

3…粉碎装置

4…闭锁料斗

5…进料斗

6…移送阀

9…压力调节阀

10…搬运管

11…空气

12…压缩机

13…空气分离器

14…氮气

15…氧气

16…气化部

17…生成气体

18…生成气体冷却部

19…除尘装置

27、29、30…含有水蒸气的气体

28…压缩机

31、51…流量调节阀

32…喷雾水

33…洗涤塔

34…脱硫装置

35…脱硫后的生成气体

36、44…换热器

37、39、45…加热器

38…第一变换反应器

40…变换反应用水蒸气

41…变换反应后的生成气体

42…CO₂吸收塔

43…CO₂吸收后的生成气体

46…CO₂再生塔

47、48…CO₂吸收液

49…加热器

50…CO₂吸收液的再生加热用蒸气

52…CO₂压缩机

53…通过变换反应高温化的生成气体

54…第二变换反应器

55…变换换热器

56…干燥用水蒸气

57…流量调节阀

58…补给蒸气

60…流量调节阀

61…不含氧气的气体

62…除尘装置

63…飞散固体物

101…回收CO₂

102…再利用CO₂

103…贮存CO₂

104…压缩CO₂

GF…气化炉

Claims

1.一种固体燃料的气化***，其特征在于，

该气化***具备：将固体燃料干燥的干燥装置、干燥后的固体燃料的粉碎装置、贮存粉碎后的固体燃料的料斗、燃料搬运回路、气化炉、生成气体冷却部、除尘装置、洗涤塔以及脱硫装置，将在所述干燥装置产生的含有水蒸气的气体在所述气化炉的下游侧与来自于所述气化炉的生成气体混合。

2.根据权利要求1所述的固体燃料的气化***，其特征在于，

该气化***具备：CO变换反应器与CO₂回收机构，所述料斗具有闭锁料斗与进料斗，由所述干燥装置产生的含有水蒸气的气体向所述生成气体冷却部和所述CO变换反应器中的至少一方供给。

3.根据权利要求2所述的固体燃料的气化***，其特征在于，

该气化***具备将来自于所述CO变换反应器的生成气体向所述干燥装置进行供给的生成气体供给回路，将所述CO变换反应器的反应热用作所述干燥装置中的干燥热源。

4.根据权利要求2所述的固体燃料的气化***，其特征在于，

该气化***具备设置在所述CO变换反应器下游的热回收部和将由该热回收部产生的水蒸气向所述干燥装置供给的水蒸气供给回路，将CO变换反应器中的反应热用作所述干燥装置中的干燥热源。

5.根据权利要求2所述的固体燃料的气化***，其特征在于，

所述CO₂回收机构具有CO₂再生塔，该CO₂再生塔具备对所述CO₂吸收液的一部分进行加热的再生加热部，该气化***具备水蒸气供给机构，该水蒸气供给机构具备将由所述再生加热部加热所述CO₂吸收液之后的水蒸气向所述干燥装置供给的水蒸气供给回路，并将由所述再生加热部加热CO₂吸收液之后的水蒸气用作在所述干燥装置中的干燥热源。

6.根据权利要求2所述的固体燃料的气化***，其特征在于，

该气化***具备将压缩CO₂的显热用作所述固体燃料的干燥热源的供给机构，该供给机构具备压缩装置和CO₂供给回路，所述压缩装置将由所述CO₂回收机构回收的CO₂压缩，所述CO₂供给回路将压缩CO₂向所述干燥装置供给。

7.根据权利要求6所述的固体燃料的气化***，其特征在于，

该气化***具备将压缩CO₂向所述干燥装置供给并作为所述固体燃料的干燥热源、将所述压缩CO₂向所述闭锁料斗和所述进料斗进行供给的供给回路，将所述压缩CO₂用作通向所述气化炉的干燥了的固体燃料的搬运介质。

8.根据权利要求6所述的固体燃料的气化***，其特征在于，

该气化***具备将所述压缩CO₂的显热用作所述固体燃料的干燥热源以及干燥后的固体燃料的预热的供给机构，该供给机构具备将压缩CO₂分别向所述干燥装置、所述闭锁料斗以及所述进料斗供给的CO₂供给回路。

9.根据权利要求8所述的固体燃料的气化***，其特征在于，

将由所述闭锁料斗以及所述进料斗产生的含有水蒸气的气体在所述气化炉的下游侧与来自于该气化炉的生成气体进行混合。