JP2002310402A - ガス化溶融炉生成ガスの利用設備 - Google Patents
ガス化溶融炉生成ガスの利用設備Info
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- JP2002310402A JP2002310402A JP2001260057A JP2001260057A JP2002310402A JP 2002310402 A JP2002310402 A JP 2002310402A JP 2001260057 A JP2001260057 A JP 2001260057A JP 2001260057 A JP2001260057 A JP 2001260057A JP 2002310402 A JP2002310402 A JP 2002310402A
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- heat boiler
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/10—Process efficiency
- Y02P20/129—Energy recovery, e.g. by cogeneration, H2recovery or pressure recovery turbines
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- Chimneys And Flues (AREA)
- Gasification And Melting Of Waste (AREA)
- Industrial Gases (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】過熱器内の蒸気を高温化、高圧化してもランニ
ングコスト及び設備費を増大させることなく高効率の発
電が可能なガス化溶融炉生成ガスの利用設備を提供す
る。 【解決手段】ガス化溶融炉で生成された生成ガスが導入
される廃熱ボイラと、該廃熱ボイラから排出される生成
ガス中から腐食成分の除去を行う排ガス処理設備と、該
排ガス処理設備で処理された生成ガスを燃焼し、過熱蒸
気の回収を行うガス焚きボイラとを有する。
ングコスト及び設備費を増大させることなく高効率の発
電が可能なガス化溶融炉生成ガスの利用設備を提供す
る。 【解決手段】ガス化溶融炉で生成された生成ガスが導入
される廃熱ボイラと、該廃熱ボイラから排出される生成
ガス中から腐食成分の除去を行う排ガス処理設備と、該
排ガス処理設備で処理された生成ガスを燃焼し、過熱蒸
気の回収を行うガス焚きボイラとを有する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガス化溶融システ
ムにおけるガス化溶融炉で生成された生成ガスの利用設
備に関する。
ムにおけるガス化溶融炉で生成された生成ガスの利用設
備に関する。
【０００２】
【従来の技術】都市ゴミ、下水汚泥、し尿汚泥、可燃性
産業廃棄物等（以下、単に「廃棄物」という。）の焼却
において、最近、灰溶融を行うと共に高効率発電を実現
するシステムとして、廃棄物をガス化し、その生成ガス
等を利用して発電を行うガス化溶融システムが注目され
ている。
産業廃棄物等（以下、単に「廃棄物」という。）の焼却
において、最近、灰溶融を行うと共に高効率発電を実現
するシステムとして、廃棄物をガス化し、その生成ガス
等を利用して発電を行うガス化溶融システムが注目され
ている。
【０００３】このガス化溶融システムの一つとして、シ
ャフト式ガス化溶融炉を用いたシステムがある。ここで
用いられるシャフト式ガス化溶融炉は、コークスを補助
燃料として用い、廃棄物を熱分解、ガス化し、さらに不
燃物や燃焼残渣の溶融を行うものであり、燃焼残渣の溶
融による無害化及び減容化が可能であると共に廃棄物中
に含まれる金属や不燃物も溶融して回収が可能である。
さらに、生成ガスを燃焼した高温の排ガスから廃熱ボイ
ラで蒸気回収し、回収した蒸気を蒸気タービンに供給し
て発電されている。
ャフト式ガス化溶融炉を用いたシステムがある。ここで
用いられるシャフト式ガス化溶融炉は、コークスを補助
燃料として用い、廃棄物を熱分解、ガス化し、さらに不
燃物や燃焼残渣の溶融を行うものであり、燃焼残渣の溶
融による無害化及び減容化が可能であると共に廃棄物中
に含まれる金属や不燃物も溶融して回収が可能である。
さらに、生成ガスを燃焼した高温の排ガスから廃熱ボイ
ラで蒸気回収し、回収した蒸気を蒸気タービンに供給し
て発電されている。
【０００４】図７に、従来例にかかるガス化溶融炉を用
いたガス化溶融システムの一例を示す。
いたガス化溶融システムの一例を示す。
【０００５】ガス化溶融炉１内には廃棄物と共にコーク
スや石灰石などの副原料が装入され、炉底部にコークス
層が形成される。そして、このコークス層へ空気又は酸
素富化された空気を吹込んでコークス及び廃棄物の乾留
残渣を燃焼させ、高温の燃焼帯を形成させる。投入され
た廃棄物は高温のコークス層の上部で流動化層を形成
し、予熱されながら熱分解、ガス化して可燃性ガスを生
成する。この生成した可燃性ガスは、ガス化溶融炉１内
でその一部が燃焼し、残りは可燃性ガスを含有する高温
の生成ガスとして炉外に導出される。一方、ガス化溶融
炉１内で廃棄物中の灰分や不燃物は高温のコークス層上
へ降下して溶融し、溶融スラグとなってコークス層を通
って滴下し、炉底部に溜まって排出される。
スや石灰石などの副原料が装入され、炉底部にコークス
層が形成される。そして、このコークス層へ空気又は酸
素富化された空気を吹込んでコークス及び廃棄物の乾留
残渣を燃焼させ、高温の燃焼帯を形成させる。投入され
た廃棄物は高温のコークス層の上部で流動化層を形成
し、予熱されながら熱分解、ガス化して可燃性ガスを生
成する。この生成した可燃性ガスは、ガス化溶融炉１内
でその一部が燃焼し、残りは可燃性ガスを含有する高温
の生成ガスとして炉外に導出される。一方、ガス化溶融
炉１内で廃棄物中の灰分や不燃物は高温のコークス層上
へ降下して溶融し、溶融スラグとなってコークス層を通
って滴下し、炉底部に溜まって排出される。
【０００６】ガス化溶融炉１で生成された可燃性ガスを
含有する高温の生成ガスは、併設する２次燃焼室５に導
入され燃焼される。２次燃焼室５から排出された燃焼排
ガスは、２次燃焼室５に隣接して設けられた廃熱ボイラ
２内に導入される。前記２次燃焼室５内及び廃熱ボイラ
２内に設けられた蒸発管１０ｄ，１０ｅからの蒸気は気
水ドラム９に集められる。気水ドラム９に集められた飽
和蒸気は、廃熱ボイラ２内に設けた過熱器７に送られ、
そこで加熱されて過熱蒸気となる。過熱器７で加熱され
た過熱蒸気は、廃熱ボイラ２に併設する発電設備内の発
電タービン８に送られ発電される。廃熱ボイラ２から排
出される排ガスは、廃熱ボイラ２に併設する排ガス処理
設備３に送られ排ガスが無害化された後、煙突６から外
部に放出される。
含有する高温の生成ガスは、併設する２次燃焼室５に導
入され燃焼される。２次燃焼室５から排出された燃焼排
ガスは、２次燃焼室５に隣接して設けられた廃熱ボイラ
２内に導入される。前記２次燃焼室５内及び廃熱ボイラ
２内に設けられた蒸発管１０ｄ，１０ｅからの蒸気は気
水ドラム９に集められる。気水ドラム９に集められた飽
和蒸気は、廃熱ボイラ２内に設けた過熱器７に送られ、
そこで加熱されて過熱蒸気となる。過熱器７で加熱され
た過熱蒸気は、廃熱ボイラ２に併設する発電設備内の発
電タービン８に送られ発電される。廃熱ボイラ２から排
出される排ガスは、廃熱ボイラ２に併設する排ガス処理
設備３に送られ排ガスが無害化された後、煙突６から外
部に放出される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかし、図７に示す従
来例にかかるガス化溶融システムでは、電力回収量は不
充分である。これは、回収蒸気温度が低いことが原因
で、発電効率を高めるためには蒸気を高温、高圧にする
ことが重要である。しかし、従来のガス化溶融システム
では廃熱ボイラ２内の過熱器７で発生させる蒸気の温度
及び圧力が３００℃、３０ｋｇ／ｃｍ2程度とあまり高
くすることができず、一般の重油焚き等の産業用燃焼ボ
イラに比べ発電効率が悪いという問題がある。
来例にかかるガス化溶融システムでは、電力回収量は不
充分である。これは、回収蒸気温度が低いことが原因
で、発電効率を高めるためには蒸気を高温、高圧にする
ことが重要である。しかし、従来のガス化溶融システム
では廃熱ボイラ２内の過熱器７で発生させる蒸気の温度
及び圧力が３００℃、３０ｋｇ／ｃｍ2程度とあまり高
くすることができず、一般の重油焚き等の産業用燃焼ボ
イラに比べ発電効率が悪いという問題がある。
【０００８】廃棄物中にはＮａＣｌなどの塩類が含まれ
ており、これが熱分解、燃焼過程で次式に示すように燃
焼ガス中のＳＯ2、Ｏ2、Ｈ2Ｏなどと反応し、硫酸塩、
ＨＣｌガス、Ｃｌ2ガスを生成する。
ており、これが熱分解、燃焼過程で次式に示すように燃
焼ガス中のＳＯ2、Ｏ2、Ｈ2Ｏなどと反応し、硫酸塩、
ＨＣｌガス、Ｃｌ2ガスを生成する。
【０００９】２ＮａＣｌ＋ＳＯ2＋１／２Ｏ2＋Ｈ2Ｏ
→ Ｎａ2ＳＯ4＋２ＨＣｌ ２ＨＣｌ＋１／２Ｏ2 → Ｃｌ2＋Ｈ2Ｏ 一方、廃棄物に含まれる塩類のアルカリ金属や重金属類
は気化して、Ｃｌ2やＳＯ2と反応してアルカリ金属塩化
物と硫酸塩が生成される。
→ Ｎａ2ＳＯ4＋２ＨＣｌ ２ＨＣｌ＋１／２Ｏ2 → Ｃｌ2＋Ｈ2Ｏ 一方、廃棄物に含まれる塩類のアルカリ金属や重金属類
は気化して、Ｃｌ2やＳＯ2と反応してアルカリ金属塩化
物と硫酸塩が生成される。
【００１０】過熱器管には飛灰と燃焼ガスからの凝縮成
分が付着する（以下、これを「付着灰」という。）。付着
灰は上記のアルカリ金属塩化物と硫酸塩を含み４５０℃
程度の温度で溶融塩（共晶塩）が生成する。付着灰がＺ
ｎやＰｂなど重金属を含有すると融点はさらに低下す
る。
分が付着する（以下、これを「付着灰」という。）。付着
灰は上記のアルカリ金属塩化物と硫酸塩を含み４５０℃
程度の温度で溶融塩（共晶塩）が生成する。付着灰がＺ
ｎやＰｂなど重金属を含有すると融点はさらに低下す
る。
【００１１】溶融塩は腐食性が大きく過熱器管金属の溶
解反応が進行し腐食損傷が発生する。
解反応が進行し腐食損傷が発生する。
【００１２】このような過熱器管の溶融塩腐食の対策と
して、過熱器管の表面温度を付着灰の共晶塩の融点であ
る４５０℃程度以下となるように過熱蒸気温度を４００
℃以下として運転されている。このため蒸気の高温化、
高圧化が制限され、発電効率も２０％程度にとどまって
いる。
して、過熱器管の表面温度を付着灰の共晶塩の融点であ
る４５０℃程度以下となるように過熱蒸気温度を４００
℃以下として運転されている。このため蒸気の高温化、
高圧化が制限され、発電効率も２０％程度にとどまって
いる。
【００１３】また、蒸気の温度及び圧力を高くして高効
率発電を実施する場合には、過熱器管を頻繁に交換する
か高Ｎｉ−Ｃｒ−Ｍｏ材等の高価な耐食合金材料を用い
ることが必要になり、ランニングコスト及び設備費が嵩
むといった問題がある。
率発電を実施する場合には、過熱器管を頻繁に交換する
か高Ｎｉ−Ｃｒ−Ｍｏ材等の高価な耐食合金材料を用い
ることが必要になり、ランニングコスト及び設備費が嵩
むといった問題がある。
【００１４】本発明はこれらの問題点を解決し、過熱器
内の蒸気を高温化、高圧化してもランニングコスト及び
設備費を増大させることなく高効率の発電が可能なガス
化溶融炉生成ガスの利用設備を提供することを目的とす
る。
内の蒸気を高温化、高圧化してもランニングコスト及び
設備費を増大させることなく高効率の発電が可能なガス
化溶融炉生成ガスの利用設備を提供することを目的とす
る。
【００１５】
【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るための本発明の特徴は以下の通りである。
るための本発明の特徴は以下の通りである。
【００１６】請求項１の発明は、ガス化溶融炉で生成さ
れた生成ガスが導入される廃熱ボイラと、該廃熱ボイラ
から排出される生成ガス中から腐食成分の除去を行う排
ガス処理設備と、該排ガス処理設備で処理された生成ガ
スを燃焼し、過熱蒸気の回収を行うガス焚きボイラとを
有することを特徴とするガス化溶融炉生成ガスの利用設
備である。
れた生成ガスが導入される廃熱ボイラと、該廃熱ボイラ
から排出される生成ガス中から腐食成分の除去を行う排
ガス処理設備と、該排ガス処理設備で処理された生成ガ
スを燃焼し、過熱蒸気の回収を行うガス焚きボイラとを
有することを特徴とするガス化溶融炉生成ガスの利用設
備である。
【００１７】上記構成のガス化溶融炉生成ガスの利用設
備では、排ガス処理設備にて生成ガス中に含まれる腐食
成分、すなわちＨＣｌ、Ｃｌ2、ＳＯ2等の硫黄酸化物、
飛灰を除去して溶融塩腐食の原因物質が除去された清浄
な生成ガスを得られるので、ガス焚きボイラで生成ガス
を燃焼して過熱器で熱回収する際、従来より高温、高圧
の過熱蒸気を用いることができ、発電効率を向上するこ
とができる。
備では、排ガス処理設備にて生成ガス中に含まれる腐食
成分、すなわちＨＣｌ、Ｃｌ2、ＳＯ2等の硫黄酸化物、
飛灰を除去して溶融塩腐食の原因物質が除去された清浄
な生成ガスを得られるので、ガス焚きボイラで生成ガス
を燃焼して過熱器で熱回収する際、従来より高温、高圧
の過熱蒸気を用いることができ、発電効率を向上するこ
とができる。
【００１８】請求項２の発明は、請求項１において、ガ
ス化溶融炉と廃熱ボイラ間のガス流路に除塵機を設けた
ことを特徴とするガス化溶融炉生成ガスの利用設備であ
る。
ス化溶融炉と廃熱ボイラ間のガス流路に除塵機を設けた
ことを特徴とするガス化溶融炉生成ガスの利用設備であ
る。
【００１９】上記構成のガス化溶融炉生成ガスの利用設
備では、前述の請求項１の発明の構成に加えてガス化溶
融炉と廃熱ボイラの間に設けた除塵機にて飛灰を除去す
るので、溶融塩腐食の原因物質がさらに確実に除去され
るとともに廃熱ボイラ内にダストが付着することを防
ぎ、熱回収効率を上げることができる。
備では、前述の請求項１の発明の構成に加えてガス化溶
融炉と廃熱ボイラの間に設けた除塵機にて飛灰を除去す
るので、溶融塩腐食の原因物質がさらに確実に除去され
るとともに廃熱ボイラ内にダストが付着することを防
ぎ、熱回収効率を上げることができる。
【００２０】請求項３の発明は、請求項１において、廃
熱ボイラと排ガス処理設備間のガス流路に除塵機を設け
たことを特徴とするガス化溶融炉生成ガスの利用設備で
ある。
熱ボイラと排ガス処理設備間のガス流路に除塵機を設け
たことを特徴とするガス化溶融炉生成ガスの利用設備で
ある。
【００２１】上記構成のガス化溶融炉生成ガスの利用設
備では、前述の請求項１の発明の構成に加えて廃熱ボイ
ラと排ガス処理設備の間に設けた除塵機にて飛灰を除去
するので、溶融塩腐食の原因物質がさらに確実に除去さ
れるとともに排ガス処理設備の負荷を軽減し、設備費、
運転費を低減させることができる。
備では、前述の請求項１の発明の構成に加えて廃熱ボイ
ラと排ガス処理設備の間に設けた除塵機にて飛灰を除去
するので、溶融塩腐食の原因物質がさらに確実に除去さ
れるとともに排ガス処理設備の負荷を軽減し、設備費、
運転費を低減させることができる。
【００２２】請求項４の発明は、請求項１乃至請求項３
の何れかにおいて、ガス焚きボイラの上流側に生成ガス
を貯留するガス貯留設備を設けたことを特徴とするガス
化溶融炉生成ガスの利用設備である。
の何れかにおいて、ガス焚きボイラの上流側に生成ガス
を貯留するガス貯留設備を設けたことを特徴とするガス
化溶融炉生成ガスの利用設備である。
【００２３】上記構成のガス化溶融炉生成ガスの利用設
備では、前述の請求項１乃至請求項３の何れかの発明の
構成に加えて、ガス焚きボイラの上流側に設けたガス貯
留設備にて、生成ガスの生成量及び可燃性ガス成分比、
すなわち保有発熱量の時間変動を吸収し平準化するので
ガス焚きボイラに供給するガスの性状と量を安定化でき
る。このため過熱蒸気条件も安定するので発電効率をよ
り向上させることができる。また、ガス焚きボイラに供
給する燃焼用空気量の調整が容易であり、排ガス中のＮ
Ｏｘ量を抑制するための低酸素運転も容易となる。
備では、前述の請求項１乃至請求項３の何れかの発明の
構成に加えて、ガス焚きボイラの上流側に設けたガス貯
留設備にて、生成ガスの生成量及び可燃性ガス成分比、
すなわち保有発熱量の時間変動を吸収し平準化するので
ガス焚きボイラに供給するガスの性状と量を安定化でき
る。このため過熱蒸気条件も安定するので発電効率をよ
り向上させることができる。また、ガス焚きボイラに供
給する燃焼用空気量の調整が容易であり、排ガス中のＮ
Ｏｘ量を抑制するための低酸素運転も容易となる。
【００２４】請求項５の発明は、請求項１乃至請求項４
の何れかにおいて、ガス焚きボイラの下流側に脱硫設備
を設けたことを特徴とするガス化溶融炉生成ガスの利用
設備である。
の何れかにおいて、ガス焚きボイラの下流側に脱硫設備
を設けたことを特徴とするガス化溶融炉生成ガスの利用
設備である。
【００２５】上記構成のガス化溶融炉生成ガスの利用設
備では、前述の請求項１乃至請求項４の何れかの発明の
構成に加えて、ガス焚きボイラの下流側に設けた脱硫設
備にてガス焚きボイラからの排ガス中の硫黄酸化物とダ
ストを除去するので、排ガスをより確実に清浄にするこ
とができる。
備では、前述の請求項１乃至請求項４の何れかの発明の
構成に加えて、ガス焚きボイラの下流側に設けた脱硫設
備にてガス焚きボイラからの排ガス中の硫黄酸化物とダ
ストを除去するので、排ガスをより確実に清浄にするこ
とができる。
【００２６】請求項６の発明は、ガス化溶融炉で生成さ
れた生成ガスが導入される廃熱ボイラと、該廃熱ボイラ
から排出される生成ガス中から腐食成分の除去を行う排
ガス処理設備と、該排ガス処理設備で処理された生成ガ
スの燃焼を行うガス焚きボイラと、該ガス焚きボイラ内
に設けられ、前記廃熱ボイラ及び／又はガス焚きボイラ
内に設けられた蒸発管からの蒸気の過熱を行う過熱器と
を有することを特徴とするガス化溶融炉生成ガスの利用
設備である。
れた生成ガスが導入される廃熱ボイラと、該廃熱ボイラ
から排出される生成ガス中から腐食成分の除去を行う排
ガス処理設備と、該排ガス処理設備で処理された生成ガ
スの燃焼を行うガス焚きボイラと、該ガス焚きボイラ内
に設けられ、前記廃熱ボイラ及び／又はガス焚きボイラ
内に設けられた蒸発管からの蒸気の過熱を行う過熱器と
を有することを特徴とするガス化溶融炉生成ガスの利用
設備である。
【００２７】上記構成のガス化溶融炉生成ガスの利用設
備では、排ガス処理設備にて生成ガス中に含まれる腐食
成分、すなわちＨＣｌ、Ｃｌ2、ＳＯ2等の硫黄酸化物、
飛灰を除去して溶融塩腐食の原因物質が除去された清浄
な生成ガスを得られるので、ガス焚きボイラで生成ガス
を燃焼して過熱器で熱回収する際、従来より高温、高圧
の過熱蒸気を用いることができ、発電効率を向上するこ
とができる。
備では、排ガス処理設備にて生成ガス中に含まれる腐食
成分、すなわちＨＣｌ、Ｃｌ2、ＳＯ2等の硫黄酸化物、
飛灰を除去して溶融塩腐食の原因物質が除去された清浄
な生成ガスを得られるので、ガス焚きボイラで生成ガス
を燃焼して過熱器で熱回収する際、従来より高温、高圧
の過熱蒸気を用いることができ、発電効率を向上するこ
とができる。
【００２８】請求項７の発明は、請求項１乃至請求項６
の何れかにおいて、廃熱ボイラ内に設けられ、前記廃熱
ボイラ内に設けられた蒸発管からの蒸気の過熱を行う過
熱器を有し、前記廃熱ボイラ内の過熱器を構成する蒸気
管がセラミックス合金複合材料からなるカバー材で覆わ
れていることを特徴とするガス化溶融炉生成ガスの利用
設備である。
の何れかにおいて、廃熱ボイラ内に設けられ、前記廃熱
ボイラ内に設けられた蒸発管からの蒸気の過熱を行う過
熱器を有し、前記廃熱ボイラ内の過熱器を構成する蒸気
管がセラミックス合金複合材料からなるカバー材で覆わ
れていることを特徴とするガス化溶融炉生成ガスの利用
設備である。
【００２９】上記構成のガス化溶融炉生成ガスの利用設
備では、前述の請求項１乃至請求項６の何れかの発明の
構成に加えて、廃熱ボイラ内に設けられた過熱器を構成
する蒸気管がセラミックス合金複合材料からなるカバー
材で覆われているので、廃熱ボイラ内の過熱蒸気を高
温、高圧化しても生成ガスに含まれる腐食成分による腐
食を防止できるので、発電効率をより向上することがで
きる。
備では、前述の請求項１乃至請求項６の何れかの発明の
構成に加えて、廃熱ボイラ内に設けられた過熱器を構成
する蒸気管がセラミックス合金複合材料からなるカバー
材で覆われているので、廃熱ボイラ内の過熱蒸気を高
温、高圧化しても生成ガスに含まれる腐食成分による腐
食を防止できるので、発電効率をより向上することがで
きる。
【００３０】請求項８の発明は、ガス化溶融炉で生成さ
れた生成ガスが導入される廃熱ボイラと、該廃熱ボイラ
内に設けられ、廃熱ボイラ内に設けられた蒸発管からの
蒸気の過熱を行う過熱器と、前記廃熱ボイラから排出さ
れる生成ガス中から腐食成分の除去を行う排ガス処理設
備と、該排ガス処理設備で処理された生成ガスの燃焼を
行うガス焚きボイラと、該ガス焚きボイラ内に設けら
れ、ガス焚きボイラ内に設けられた蒸発管からの蒸気の
過熱を行う過熱器とを有し、前記廃熱ボイラ内の過熱器
を構成する蒸気管の外側がセラミックス合金複合材料か
らなるカバー材で覆われていることを特徴とするガス化
溶融炉生成ガスの利用設備である。
れた生成ガスが導入される廃熱ボイラと、該廃熱ボイラ
内に設けられ、廃熱ボイラ内に設けられた蒸発管からの
蒸気の過熱を行う過熱器と、前記廃熱ボイラから排出さ
れる生成ガス中から腐食成分の除去を行う排ガス処理設
備と、該排ガス処理設備で処理された生成ガスの燃焼を
行うガス焚きボイラと、該ガス焚きボイラ内に設けら
れ、ガス焚きボイラ内に設けられた蒸発管からの蒸気の
過熱を行う過熱器とを有し、前記廃熱ボイラ内の過熱器
を構成する蒸気管の外側がセラミックス合金複合材料か
らなるカバー材で覆われていることを特徴とするガス化
溶融炉生成ガスの利用設備である。
【００３１】上記構成のガス化溶融炉生成ガスの利用設
備では、廃熱ボイラ内に設けられた過熱器を構成する蒸
気管がセラミックス合金複合材料からなるカバー材で覆
われているので、廃熱ボイラ内の過熱蒸気を高温、高圧
化しても生成ガスに含まれる腐食成分による腐食を防止
でき、さらに、排ガス処理設備にて生成ガス中に含まれ
る腐食成分、すなわちＨＣｌ、Ｃｌ2、ＳＯ2等の硫黄酸
化物、飛灰を除去して溶融塩腐食の原因物質が除去され
た清浄な生成ガスを得られるので、ガス焚きボイラで生
成ガスを燃焼して過熱器で熱回収する際、従来より高
温、高圧の過熱蒸気を用いることができ、より発電効率
を向上することができる。
備では、廃熱ボイラ内に設けられた過熱器を構成する蒸
気管がセラミックス合金複合材料からなるカバー材で覆
われているので、廃熱ボイラ内の過熱蒸気を高温、高圧
化しても生成ガスに含まれる腐食成分による腐食を防止
でき、さらに、排ガス処理設備にて生成ガス中に含まれ
る腐食成分、すなわちＨＣｌ、Ｃｌ2、ＳＯ2等の硫黄酸
化物、飛灰を除去して溶融塩腐食の原因物質が除去され
た清浄な生成ガスを得られるので、ガス焚きボイラで生
成ガスを燃焼して過熱器で熱回収する際、従来より高
温、高圧の過熱蒸気を用いることができ、より発電効率
を向上することができる。
【００３２】
【発明の実施の形態】図１は、本発明に係るガス化溶融
炉生成ガスの利用設備の第一の実施形態を示す概略構成
図である。
炉生成ガスの利用設備の第一の実施形態を示す概略構成
図である。
【００３３】ガス化溶融炉１で生成された一酸化炭素お
よび水素、メタン等の可燃性ガスを含有する生成ガス
は、廃熱ボイラ２に導入される。前記廃熱ボイラ２内に
設けられた蒸発管１０ａ内の水は、廃熱ボイラ２に導入
された前記生成ガスからの回収熱により加熱され蒸気と
なって気水ドラム９に集められる。つまり、廃熱ボイラ
２に導入された前記生成ガスは、廃熱ボイラ２でその顕
熱の一部が回収されガス温度が低下し排出される。
よび水素、メタン等の可燃性ガスを含有する生成ガス
は、廃熱ボイラ２に導入される。前記廃熱ボイラ２内に
設けられた蒸発管１０ａ内の水は、廃熱ボイラ２に導入
された前記生成ガスからの回収熱により加熱され蒸気と
なって気水ドラム９に集められる。つまり、廃熱ボイラ
２に導入された前記生成ガスは、廃熱ボイラ２でその顕
熱の一部が回収されガス温度が低下し排出される。
【００３４】前記廃熱ボイラ２から排出された生成ガス
は、排ガス処理設備３に送られ生成ガス中に含まれる腐
食成分の除去が行われる。ここで、前記腐食成分として
は、例えば、ＨＣｌ、Ｃｌ2、ＳＯ2等の硫黄化合物、生
成ガス中の飛灰に含まれる腐食性塩などである。
は、排ガス処理設備３に送られ生成ガス中に含まれる腐
食成分の除去が行われる。ここで、前記腐食成分として
は、例えば、ＨＣｌ、Ｃｌ2、ＳＯ2等の硫黄化合物、生
成ガス中の飛灰に含まれる腐食性塩などである。
【００３５】前記排ガス処理設備３としては、乾式のガ
ス処理設備或いは湿式のガス処理設備を用いることがで
きる。例えば、乾式ガス処理設備としては消石灰噴霧装
置とバグフィルタとを有する設備とすることが好まし
く、湿式のガス処理設備としては苛性ソーダなどの薬剤
を噴霧するガス洗浄塔とすることが好ましい。
ス処理設備或いは湿式のガス処理設備を用いることがで
きる。例えば、乾式ガス処理設備としては消石灰噴霧装
置とバグフィルタとを有する設備とすることが好まし
く、湿式のガス処理設備としては苛性ソーダなどの薬剤
を噴霧するガス洗浄塔とすることが好ましい。
【００３６】排ガス処理設備３で腐食成分の除去処理が
行われた後の生成ガスは、ガス焚きボイラ４に送られ、
そこで燃焼する。前記ガス焚きボイラ４内には蒸発管１
０ｂ及び過熱器７が設けられており、前記蒸発管１０ｂ
内の水はガス焚きボイラ４内の燃焼により発生する熱に
よって加熱され、蒸気となって気水ドラム９に集められ
る。前記蒸発管１０ｂから気水ドラム９に集められた飽
和蒸気は、前記廃熱ボイラ２内に設けられた蒸発管１０
ａから気水ドラム９に集められた飽和蒸気と共にガス焚
きボイラ４内に設けられた過熱器７に送られ、ガス焚き
ボイラ４内の燃焼により発生する熱によってさらに加熱
され過熱蒸気となってガス焚きボイラ４に併設する発電
設備内の発電タービン８に送られ発電される。さらに、
ガス焚きボイラ４の過熱器７で熱回収した後の排ガスか
ら熱を回収し蒸気を得る蒸発器、或いは加熱水を得る給
水加熱器を設けても良い。ガス焚きボイラ４から排出さ
れる排ガスは、煙突６から外部に放出される。
行われた後の生成ガスは、ガス焚きボイラ４に送られ、
そこで燃焼する。前記ガス焚きボイラ４内には蒸発管１
０ｂ及び過熱器７が設けられており、前記蒸発管１０ｂ
内の水はガス焚きボイラ４内の燃焼により発生する熱に
よって加熱され、蒸気となって気水ドラム９に集められ
る。前記蒸発管１０ｂから気水ドラム９に集められた飽
和蒸気は、前記廃熱ボイラ２内に設けられた蒸発管１０
ａから気水ドラム９に集められた飽和蒸気と共にガス焚
きボイラ４内に設けられた過熱器７に送られ、ガス焚き
ボイラ４内の燃焼により発生する熱によってさらに加熱
され過熱蒸気となってガス焚きボイラ４に併設する発電
設備内の発電タービン８に送られ発電される。さらに、
ガス焚きボイラ４の過熱器７で熱回収した後の排ガスか
ら熱を回収し蒸気を得る蒸発器、或いは加熱水を得る給
水加熱器を設けても良い。ガス焚きボイラ４から排出さ
れる排ガスは、煙突６から外部に放出される。
【００３７】ここで、前記ガス焚きボイラ４に導入され
る生成ガスは、排ガス処理設備３で腐食成分の除去処理
が行われているため腐食成分を含まず、溶融塩腐食の原
因物質が除去されているのでガス焚きボイラ４内に設け
られた前記過熱器７内の過熱蒸気を従来のガス化溶融シ
ステムで行われている３００℃、３０ｋｇ／ｃｍ2程度
の条件より高温化、高圧化して蒸気温度を５００〜５６
０℃、圧力を１００ｋｇ／ｃｍ2程度にしても過熱器７
内の蒸気管の溶融塩腐食が発生しない。そのため、過熱
器７内の蒸気の高温化、高圧化による高効率発電が可能
になる。また、過熱器７内の蒸気管を頻繁に交換した
り、蒸発管に高Ｎｉ−Ｃｒ−Ｍｏ材等の高価な耐食合金
材料を用いる必要が無いためランニングコスト及び設備
費を増大させることなく高効率発電が可能となる。
る生成ガスは、排ガス処理設備３で腐食成分の除去処理
が行われているため腐食成分を含まず、溶融塩腐食の原
因物質が除去されているのでガス焚きボイラ４内に設け
られた前記過熱器７内の過熱蒸気を従来のガス化溶融シ
ステムで行われている３００℃、３０ｋｇ／ｃｍ2程度
の条件より高温化、高圧化して蒸気温度を５００〜５６
０℃、圧力を１００ｋｇ／ｃｍ2程度にしても過熱器７
内の蒸気管の溶融塩腐食が発生しない。そのため、過熱
器７内の蒸気の高温化、高圧化による高効率発電が可能
になる。また、過熱器７内の蒸気管を頻繁に交換した
り、蒸発管に高Ｎｉ−Ｃｒ−Ｍｏ材等の高価な耐食合金
材料を用いる必要が無いためランニングコスト及び設備
費を増大させることなく高効率発電が可能となる。
【００３８】図２は本発明に係るガス化溶融炉生成ガス
の利用設備の第二の実施形態を示す概略構成図であり、
除塵機２０ａをガス化溶融炉１と廃熱ボイラ２間のガス
流路に設けたものである。ここで、図１と同一部分には
同一の番号を付している。
の利用設備の第二の実施形態を示す概略構成図であり、
除塵機２０ａをガス化溶融炉１と廃熱ボイラ２間のガス
流路に設けたものである。ここで、図１と同一部分には
同一の番号を付している。
【００３９】前記ガス化溶融炉１と廃熱ボイラ２間のガ
ス流路に設ける除塵機２０ａとしては、例えばコークス
フィルタ、サイクロン等を用いた除塵機を使用すること
ができる。コークスフィルタ及びサイクロンを用いた除
塵機は、ガス温度が７００〜１０００℃の高温状態にお
いても除塵が可能であるので、ガス化溶融炉で生成され
た高温の生成ガスの除塵を行う場合に好適である。廃熱
ボイラの上流側に除塵機を設けることにより、ガス焚き
ボイラの過熱器での溶融塩腐食の原因物質のうちの飛灰
が除去されるので、排ガス処理設備でのＨＣｌ、Ｃ
ｌ2、ＳＯ2等の硫黄酸化物、飛灰の除去と合わせて確実
にガス焚きボイラの過熱器蒸気管の溶融塩腐食が防止で
きる。このことにより、過熱器の過熱蒸気を高温、高圧
化でき発電効率を向上できる。さらに、廃熱ボイラ内に
ダストが付着し熱回収効率が低下することを防止するこ
とができる。
ス流路に設ける除塵機２０ａとしては、例えばコークス
フィルタ、サイクロン等を用いた除塵機を使用すること
ができる。コークスフィルタ及びサイクロンを用いた除
塵機は、ガス温度が７００〜１０００℃の高温状態にお
いても除塵が可能であるので、ガス化溶融炉で生成され
た高温の生成ガスの除塵を行う場合に好適である。廃熱
ボイラの上流側に除塵機を設けることにより、ガス焚き
ボイラの過熱器での溶融塩腐食の原因物質のうちの飛灰
が除去されるので、排ガス処理設備でのＨＣｌ、Ｃ
ｌ2、ＳＯ2等の硫黄酸化物、飛灰の除去と合わせて確実
にガス焚きボイラの過熱器蒸気管の溶融塩腐食が防止で
きる。このことにより、過熱器の過熱蒸気を高温、高圧
化でき発電効率を向上できる。さらに、廃熱ボイラ内に
ダストが付着し熱回収効率が低下することを防止するこ
とができる。
【００４０】図３は本発明に係るガス化溶融炉生成ガス
の利用設備の第三の実施形態を示す概略構成図であり、
除塵機２０ｂを廃熱ボイラ２と排ガス処理設備３間のガ
ス流路に設けたものである。ここで、図１と同一部分に
は同一の番号を付している。
の利用設備の第三の実施形態を示す概略構成図であり、
除塵機２０ｂを廃熱ボイラ２と排ガス処理設備３間のガ
ス流路に設けたものである。ここで、図１と同一部分に
は同一の番号を付している。
【００４１】廃熱ボイラ２と排ガス処理設備３間のガス
流路に設ける除塵機２０ｂとしては、除塵機２０ｂに導
入される生成ガスは廃熱ボイラ２でその顕熱の一部が回
収されガス温度が６００℃程度以下に低下しているの
で、前記第二の実施形態で説明したコークスフィルタ及
びサイクロンを用いた除塵機の他にセラミックスフィル
タを用いた除塵機を使用することもできる。ここで、セ
ラミックスフィルタに用いるセラミックスとしては、Ａ
ｌ，Ｓｉ，Ｏ2を主成分として７０％以上含むセラミッ
クス、例えばＡｌ2Ｏ3，ＳｉＯ2等の複合材料等を用い
ることができる。廃熱ボイラ２と排ガス処理設備３間ガ
ス流路に除塵機２０ｂを設けることにより、ガス焚きボ
イラの過熱器での溶融塩腐食の原因物質のうちの飛灰が
除去されるので、排ガス処理設備でのＨＣｌ、Ｃｌ2、
ＳＯ2等の硫黄酸化物、飛灰の除去と合わせて確実にガ
ス焚きボイラの過熱器蒸気管の溶融塩腐食が防止でき
る。このことにより、過熱器の過熱蒸気を高温、高圧化
でき発電効率を向上できる。また、除塵機２０ｂ後段の
排ガス処理設備３の負荷を軽減させることが可能とな
り、排ガス処理設備の設備費、運転費を低減させること
ができる。
流路に設ける除塵機２０ｂとしては、除塵機２０ｂに導
入される生成ガスは廃熱ボイラ２でその顕熱の一部が回
収されガス温度が６００℃程度以下に低下しているの
で、前記第二の実施形態で説明したコークスフィルタ及
びサイクロンを用いた除塵機の他にセラミックスフィル
タを用いた除塵機を使用することもできる。ここで、セ
ラミックスフィルタに用いるセラミックスとしては、Ａ
ｌ，Ｓｉ，Ｏ2を主成分として７０％以上含むセラミッ
クス、例えばＡｌ2Ｏ3，ＳｉＯ2等の複合材料等を用い
ることができる。廃熱ボイラ２と排ガス処理設備３間ガ
ス流路に除塵機２０ｂを設けることにより、ガス焚きボ
イラの過熱器での溶融塩腐食の原因物質のうちの飛灰が
除去されるので、排ガス処理設備でのＨＣｌ、Ｃｌ2、
ＳＯ2等の硫黄酸化物、飛灰の除去と合わせて確実にガ
ス焚きボイラの過熱器蒸気管の溶融塩腐食が防止でき
る。このことにより、過熱器の過熱蒸気を高温、高圧化
でき発電効率を向上できる。また、除塵機２０ｂ後段の
排ガス処理設備３の負荷を軽減させることが可能とな
り、排ガス処理設備の設備費、運転費を低減させること
ができる。
【００４２】図４は本発明に係るガス化溶融炉生成ガス
の利用設備の第四の実施形態を示す概略構成図であり、
ガス焚きボイラ４の上流側に生成ガスを貯留するガス貯
留設備２１を設けたものである。ここで、図１と同一部
分には同一の番号を付している。なお、図４において、
前記ガス貯留設備２１は排ガス処理設備３とガス焚きボ
イラ４間のガス流路に設けているが、ガス貯留設備２１
はこの位置に限られず、廃熱ボイラ２と排ガス処理設備
３間のガス流路に設けても良い。
の利用設備の第四の実施形態を示す概略構成図であり、
ガス焚きボイラ４の上流側に生成ガスを貯留するガス貯
留設備２１を設けたものである。ここで、図１と同一部
分には同一の番号を付している。なお、図４において、
前記ガス貯留設備２１は排ガス処理設備３とガス焚きボ
イラ４間のガス流路に設けているが、ガス貯留設備２１
はこの位置に限られず、廃熱ボイラ２と排ガス処理設備
３間のガス流路に設けても良い。
【００４３】前記ガス貯留設備２１としては、ガス化溶
融炉１で生成される生成ガスの例えば１〜１０分間程度
の量を貯留できる容量とすることが好ましい。これによ
り、ガス化溶融炉１で生成される生成ガスの量及び可燃
性ガス成分比、すなわち保有発熱量の時間変動を吸収
し、平準化することが可能となり、後段のガス焚きボイ
ラ４に供給するガスの性状と量を安定させることができ
る。このため過熱蒸気条件も安定するので発電効率をよ
り向上させることができる。また、ガス焚きボイラに供
給する燃焼用空気量の調整が容易であり、排ガス中のＮ
Ｏｘ量を抑制するための低酸素運転も容易となる。
融炉１で生成される生成ガスの例えば１〜１０分間程度
の量を貯留できる容量とすることが好ましい。これによ
り、ガス化溶融炉１で生成される生成ガスの量及び可燃
性ガス成分比、すなわち保有発熱量の時間変動を吸収
し、平準化することが可能となり、後段のガス焚きボイ
ラ４に供給するガスの性状と量を安定させることができ
る。このため過熱蒸気条件も安定するので発電効率をよ
り向上させることができる。また、ガス焚きボイラに供
給する燃焼用空気量の調整が容易であり、排ガス中のＮ
Ｏｘ量を抑制するための低酸素運転も容易となる。
【００４４】図５は本発明に係るガス化溶融炉生成ガス
の利用設備の第五の実施形態を示す概略構成図であり、
ガス焚きボイラ４の下流側に脱硫設備２２を設けたもの
である。ここで、図１と同一部分には同一の番号を付し
ている。
の利用設備の第五の実施形態を示す概略構成図であり、
ガス焚きボイラ４の下流側に脱硫設備２２を設けたもの
である。ここで、図１と同一部分には同一の番号を付し
ている。
【００４５】前記脱硫設備２２としては、例えば、消石
灰噴霧装置とバグフィルタとを有することが好ましい。
これにより、ガス焚きボイラ４から排出される排ガス中
の硫黄酸化物及びダストを除去するので排ガスをより確
実に清浄にすることができる。
灰噴霧装置とバグフィルタとを有することが好ましい。
これにより、ガス焚きボイラ４から排出される排ガス中
の硫黄酸化物及びダストを除去するので排ガスをより確
実に清浄にすることができる。
【００４６】図６は、本発明に係るガス化溶融炉生成ガ
スの利用設備の第六の実施形態を示す概略構成図であ
る。ここで、図１と同一部分には同一の番号を付してい
る。
スの利用設備の第六の実施形態を示す概略構成図であ
る。ここで、図１と同一部分には同一の番号を付してい
る。
【００４７】ガス化溶融炉１で生成された一酸化炭素お
よび水素、メタン等の可燃性ガスを含有する生成ガス
は、廃熱ボイラ１２に導入される。前記廃熱ボイラ１２
内には蒸発管１０ｃ及び過熱器１７が設けられており、
前記蒸発管１０ｃ内の水は廃熱ボイラ１２に導入された
前記生成ガスからの回収熱により加熱され蒸気となって
気水ドラム１９に集められる。前記蒸発管１０ｃから気
水ドラム１９に集められた飽和蒸気は、同じく廃熱ボイ
ラ１２内に設けられた前記過熱器１７に送られ、廃熱ボ
イラ１２内の前記生成ガスからの回収熱によって加熱さ
れ過熱蒸気となって発電設備内の発電タービン８に送ら
れ発電される。
よび水素、メタン等の可燃性ガスを含有する生成ガス
は、廃熱ボイラ１２に導入される。前記廃熱ボイラ１２
内には蒸発管１０ｃ及び過熱器１７が設けられており、
前記蒸発管１０ｃ内の水は廃熱ボイラ１２に導入された
前記生成ガスからの回収熱により加熱され蒸気となって
気水ドラム１９に集められる。前記蒸発管１０ｃから気
水ドラム１９に集められた飽和蒸気は、同じく廃熱ボイ
ラ１２内に設けられた前記過熱器１７に送られ、廃熱ボ
イラ１２内の前記生成ガスからの回収熱によって加熱さ
れ過熱蒸気となって発電設備内の発電タービン８に送ら
れ発電される。
【００４８】ここで、前記過熱器１７内の蒸気管の外側
は、耐食性の優れたセラミックス合金複合材料からなる
カバー材で覆われている。セラミックス合金複合材料か
らなるカバー材で前記過熱器１７内の蒸気管の外側を覆
うことで、過熱器１７内の蒸気を高温化、高圧化して
も、前記生成ガスに含まれる腐食成分による過熱器１７
内の蒸気管の腐食を防止できるので、蒸気の高温化、高
圧化による高効率発電が可能となる。
は、耐食性の優れたセラミックス合金複合材料からなる
カバー材で覆われている。セラミックス合金複合材料か
らなるカバー材で前記過熱器１７内の蒸気管の外側を覆
うことで、過熱器１７内の蒸気を高温化、高圧化して
も、前記生成ガスに含まれる腐食成分による過熱器１７
内の蒸気管の腐食を防止できるので、蒸気の高温化、高
圧化による高効率発電が可能となる。
【００４９】なお、前記セラミックス合金複合材料とし
ては、ＡｌとＡｌＮを含み、ＡｌＮを１ｗｔ％以上９０
ｗｔ％以下、（Ａｌ＋ＡｌＮ＋ＡｌＯＮ）の合計割合が
５０ｗｔ％以上１００ｗｔ％以下となるものの燒結体を
用いることが好ましい。このセラミックス合金複合材料
からなるカバー材で前記過熱器１７内の蒸気管の外側を
覆うことで、過熱器１７内の過熱蒸気温度を５００〜５
６０℃とすることができ、より高効率の発電が可能とな
る。
ては、ＡｌとＡｌＮを含み、ＡｌＮを１ｗｔ％以上９０
ｗｔ％以下、（Ａｌ＋ＡｌＮ＋ＡｌＯＮ）の合計割合が
５０ｗｔ％以上１００ｗｔ％以下となるものの燒結体を
用いることが好ましい。このセラミックス合金複合材料
からなるカバー材で前記過熱器１７内の蒸気管の外側を
覆うことで、過熱器１７内の過熱蒸気温度を５００〜５
６０℃とすることができ、より高効率の発電が可能とな
る。
【００５０】窒化アルミニウムであるＡｌＮは、セラミ
ックス材料の中でも耐蝕性に優れた材料であり、また、
硬度が比較的高いので耐摩耗性にも優れ、さらに極めて
高い熱伝導度、低い熱膨張率、比較的低い弾性率を有す
るので熱衝撃に比較的強い特徴を持っている。このよう
に、ＡｌＮは優れた耐蝕性と耐摩耗性、比較的優れた耐
熱衝撃性を併せ持つ材料である。
ックス材料の中でも耐蝕性に優れた材料であり、また、
硬度が比較的高いので耐摩耗性にも優れ、さらに極めて
高い熱伝導度、低い熱膨張率、比較的低い弾性率を有す
るので熱衝撃に比較的強い特徴を持っている。このよう
に、ＡｌＮは優れた耐蝕性と耐摩耗性、比較的優れた耐
熱衝撃性を併せ持つ材料である。
【００５１】ＡｌＮと共に、金属アルミニウムであるＡ
ｌも熱伝導の極めて良い物質であり、さらに熱衝撃の緩
和にも有利な金属である。セラミックス合金複合材料か
らなるカバー材の製造過程でＡｌの多くは雰囲気中のＮ
2と反応してＡｌＮに変わり、ＡｌＮ中に未反応のＡｌ
が分散した構成になり、ＡｌＮが粒子間の結合力を強化
する。
ｌも熱伝導の極めて良い物質であり、さらに熱衝撃の緩
和にも有利な金属である。セラミックス合金複合材料か
らなるカバー材の製造過程でＡｌの多くは雰囲気中のＮ
2と反応してＡｌＮに変わり、ＡｌＮ中に未反応のＡｌ
が分散した構成になり、ＡｌＮが粒子間の結合力を強化
する。
【００５２】この構成により、焼結体は熱衝撃を受けて
もＡｌＮが形状変形を防ぎ、ＡｌＮに囲まれたＡｌが熱
衝撃を緩和する機能を持つ。そのため、この機構を維持
するためには、ＡｌＮを少なくとも１ｗｔ％以上含有し
なければならない。ＡｌＮの含有量が１ｗｔ％未満では
粒子間の結合力が小さくて不十分となり、また９０ｗｔ
％を超えるとセラミックス合金複合材料の特性がセラミ
ックスに近づき、脆くなるため好ましくない。従って、
ＡｌＮの含有割合は１ｗｔ％以上９０ｗｔ％以下が好ま
しい。
もＡｌＮが形状変形を防ぎ、ＡｌＮに囲まれたＡｌが熱
衝撃を緩和する機能を持つ。そのため、この機構を維持
するためには、ＡｌＮを少なくとも１ｗｔ％以上含有し
なければならない。ＡｌＮの含有量が１ｗｔ％未満では
粒子間の結合力が小さくて不十分となり、また９０ｗｔ
％を超えるとセラミックス合金複合材料の特性がセラミ
ックスに近づき、脆くなるため好ましくない。従って、
ＡｌＮの含有割合は１ｗｔ％以上９０ｗｔ％以下が好ま
しい。
【００５３】また、前記セラミックス合金複合材料には
ＡｌやＡｌＯＮがＡｌＮ中に分散している。従って（Ａ
ｌ＋ＡｌＮ＋ＡｌＯＮ）の含有割合が５０ｗｔ％以上１
００ｗｔ％以下であれば、前記セラミックス合金複合材
料からなるカバー材は熱変形特性を有しながら高い熱衝
撃性を維持することができる。また、アルミニウムを含
む窒化物は、ガス化溶融炉１から導出される生成ガス中
に含まれている酸化物のダストに対する濡れ性が悪いの
で、（Ａｌ＋ＡｌＮ＋ＡｌＯＮ）の含有割合が５０ｗｔ
％以上あればそのダストを付着させない特性が有効に発
揮される。また、前記セラミックス合金複合材料からな
るカバー材の製造においてＡｌＯＮを無くして、Ａｌと
ＡｌＮだけでその割合を５０ｗｔ％以上１００ｗｔ％以
下としてもかまわない。なお、ＡｌＯＮとはＡｌ，Ｏ，
Ｎの固液体の総称で、例えばＡｌ 11Ｏ15Ｎ，ＡｌＯＮ，
Ａｌ198Ｏ288Ｎ4，Ａｌ27Ｏ39Ｎ，Ａｌ10Ｎ8Ｏ3，Ａｌ9
Ｏ 3Ｎ7，ＳｉＡｌ7Ｏ2Ｎ7，Ｓｉ3Ａｌ3Ｏ4.5Ｎ5が挙げ
られる。
ＡｌやＡｌＯＮがＡｌＮ中に分散している。従って（Ａ
ｌ＋ＡｌＮ＋ＡｌＯＮ）の含有割合が５０ｗｔ％以上１
００ｗｔ％以下であれば、前記セラミックス合金複合材
料からなるカバー材は熱変形特性を有しながら高い熱衝
撃性を維持することができる。また、アルミニウムを含
む窒化物は、ガス化溶融炉１から導出される生成ガス中
に含まれている酸化物のダストに対する濡れ性が悪いの
で、（Ａｌ＋ＡｌＮ＋ＡｌＯＮ）の含有割合が５０ｗｔ
％以上あればそのダストを付着させない特性が有効に発
揮される。また、前記セラミックス合金複合材料からな
るカバー材の製造においてＡｌＯＮを無くして、Ａｌと
ＡｌＮだけでその割合を５０ｗｔ％以上１００ｗｔ％以
下としてもかまわない。なお、ＡｌＯＮとはＡｌ，Ｏ，
Ｎの固液体の総称で、例えばＡｌ 11Ｏ15Ｎ，ＡｌＯＮ，
Ａｌ198Ｏ288Ｎ4，Ａｌ27Ｏ39Ｎ，Ａｌ10Ｎ8Ｏ3，Ａｌ9
Ｏ 3Ｎ7，ＳｉＡｌ7Ｏ2Ｎ7，Ｓｉ3Ａｌ3Ｏ4.5Ｎ5が挙げ
られる。
【００５４】図６において、ガス化溶融炉１から導出さ
れ廃熱ボイラ１２内に導入された生成ガスは、廃熱ボイ
ラ１２内でその顕熱の一部が回収されガス温度が低下し
排出される。
れ廃熱ボイラ１２内に導入された生成ガスは、廃熱ボイ
ラ１２内でその顕熱の一部が回収されガス温度が低下し
排出される。
【００５５】前記廃熱ボイラ１２から排出された生成ガ
スは、排ガス処理設備３に送られ生成ガス中に含まれる
腐食成分の除去が行われる。
スは、排ガス処理設備３に送られ生成ガス中に含まれる
腐食成分の除去が行われる。
【００５６】前記排ガス処理設備３で腐食成分の除去処
理が行われた後の生成ガスは、ガス焚きボイラ４に送ら
れ、そこで燃焼する。前記ガス焚きボイラ４内には蒸発
管１０ｂ及び過熱器７が設けられており、前記蒸発管１
０ｂ内の水はガス焚きボイラ４内の燃焼により発生する
熱によって加熱され、蒸気となって気水ドラム９に集め
られる。前記蒸発管１０ｂから気水ドラム９に集められ
た飽和蒸気は、前記廃熱ボイラ２内に設けられた蒸発管
１０ａから気水ドラム９に集められた飽和蒸気と共にガ
ス焚きボイラ４内に設けられた過熱器７に送られ、ガス
焚きボイラ４内の燃焼により発生する熱によってさらに
加熱され過熱蒸気となる。
理が行われた後の生成ガスは、ガス焚きボイラ４に送ら
れ、そこで燃焼する。前記ガス焚きボイラ４内には蒸発
管１０ｂ及び過熱器７が設けられており、前記蒸発管１
０ｂ内の水はガス焚きボイラ４内の燃焼により発生する
熱によって加熱され、蒸気となって気水ドラム９に集め
られる。前記蒸発管１０ｂから気水ドラム９に集められ
た飽和蒸気は、前記廃熱ボイラ２内に設けられた蒸発管
１０ａから気水ドラム９に集められた飽和蒸気と共にガ
ス焚きボイラ４内に設けられた過熱器７に送られ、ガス
焚きボイラ４内の燃焼により発生する熱によってさらに
加熱され過熱蒸気となる。
【００５７】前記過熱器７で加熱された過熱蒸気は、前
記廃熱ボイラ１２内の過熱器１７により加熱された過熱
蒸気と共に発電設備内の発電タービン８に送られ発電さ
れる。前記ガス焚きボイラ４から排出される排ガスは、
煙突６から外部に放出される。
記廃熱ボイラ１２内の過熱器１７により加熱された過熱
蒸気と共に発電設備内の発電タービン８に送られ発電さ
れる。前記ガス焚きボイラ４から排出される排ガスは、
煙突６から外部に放出される。
【００５８】ここで、前記ガス焚きボイラ４に導入され
る生成ガスは第一の実施形態で説明したように排ガス処
理設備３で腐食成分の除去処理が行われているため溶融
腐食の原因となる腐食成分を含まず、ガス焚きボイラ４
内に設けられた前記過熱器７内の蒸気を高温化、高圧化
しても過熱器７内の蒸気管の溶融塩腐食が発生する心配
が無い。そのため、過熱器７内の蒸気の高温化、高圧化
による高効率発電が可能となる。
る生成ガスは第一の実施形態で説明したように排ガス処
理設備３で腐食成分の除去処理が行われているため溶融
腐食の原因となる腐食成分を含まず、ガス焚きボイラ４
内に設けられた前記過熱器７内の蒸気を高温化、高圧化
しても過熱器７内の蒸気管の溶融塩腐食が発生する心配
が無い。そのため、過熱器７内の蒸気の高温化、高圧化
による高効率発電が可能となる。
【００５９】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、過
熱器内の蒸気を高温化、高圧化してもランニングコスト
及び設備費を増大させることなく高効率の発電が可能な
ガス化溶融炉生成ガスの利用設備が提供される。
熱器内の蒸気を高温化、高圧化してもランニングコスト
及び設備費を増大させることなく高効率の発電が可能な
ガス化溶融炉生成ガスの利用設備が提供される。
【図１】本発明に係るガス化溶融炉生成ガスの利用設備
の第一の実施形態を示す概略構成図である。
の第一の実施形態を示す概略構成図である。
【図２】本発明に係るガス化溶融炉生成ガスの利用設備
の第二の実施形態を示す概略構成図である。
の第二の実施形態を示す概略構成図である。
【図３】本発明に係るガス化溶融炉生成ガスの利用設備
の第三の実施形態を示す概略構成図である。
の第三の実施形態を示す概略構成図である。
【図４】本発明に係るガス化溶融炉生成ガスの利用設備
の第四の実施形態を示す概略構成図である。
の第四の実施形態を示す概略構成図である。
【図５】本発明に係るガス化溶融炉生成ガスの利用設備
の第五の実施形態を示す概略構成図である。
の第五の実施形態を示す概略構成図である。
【図６】本発明に係るガス化溶融炉生成ガスの利用設備
の第六の実施形態を示す概略構成図である。
の第六の実施形態を示す概略構成図である。
【図７】従来例にかかるガス化溶融炉を用いたガス化溶
融炉生成ガスの利用設備の一例を示す図である。
融炉生成ガスの利用設備の一例を示す図である。
１ ガス化溶融炉 ２，１２ 廃熱ボイラ ３ 排ガス処理設備 ４ ガス焚きボイラ ５ ２次燃焼室 ６ 煙突 ７，１７ 過熱器 ８ 発電タービン ９，１９ 気水ドラム １０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０ｅ 蒸発管 ２０ａ，２０ｂ 除塵機 ２１ ガス貯留設備 ２２ 脱硫設備
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ１０Ｋ 1/02 Ｃ１０Ｋ 1/02 Ｆ２２Ｂ 37/04 Ｆ２２Ｂ 37/04 37/10 ６０２ 37/10 ６０２Ｂ Ｆ２２Ｇ 1/16 Ｆ２２Ｇ 1/16 3/00 3/00 Ａ Ｆ２３Ｇ 5/46 Ｆ２３Ｇ 5/46 Ａ Ｆ２３Ｊ 15/04 Ｆ２３Ｊ 15/00 Ｅ (72)発明者 鈴木 康夫 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 能登 隆 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 西尾 浩明 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 山川 裕一 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 吉田 朋広 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 Ｆターム(参考） 3K065 AA24 AB02 AB03 AC01 AC02 AC11 AC19 JA05 JA18 3K070 DA03 DA05 DA07 DA09 DA16 DA23 DA32 DA38 DA56 DA77 4H060 AA02 BB03 BB25 BB38 CC03 GG08
Claims (8)
- 【請求項１】ガス化溶融炉で生成された生成ガスが導入
される廃熱ボイラと、 該廃熱ボイラから排出される生成ガス中から腐食成分の
除去を行う排ガス処理設備と、 該排ガス処理設備で処理された生成ガスを燃焼し、過熱
蒸気の回収を行うガス焚きボイラとを有することを特徴
とするガス化溶融炉生成ガスの利用設備。 - 【請求項２】ガス化溶融炉と廃熱ボイラ間のガス流路に
除塵機を設けたことを特徴とする請求項１に記載のガス
化溶融炉生成ガスの利用設備。 - 【請求項３】廃熱ボイラと排ガス処理設備間のガス流路
に除塵機を設けたことを特徴とする請求項１に記載のガ
ス化溶融炉生成ガスの利用設備。 - 【請求項４】ガス焚きボイラの上流側に生成ガスを貯留
するガス貯留設備を設けたことを特徴とする請求項１乃
至請求項３の何れかに記載のガス化溶融炉生成ガスの利
用設備。 - 【請求項５】ガス焚きボイラの下流側に脱硫設備を設け
たことを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れかに記
載のガス化溶融炉生成ガスの利用設備。 - 【請求項６】ガス化溶融炉で生成された生成ガスが導入
される廃熱ボイラと、 該廃熱ボイラから排出される生成ガス中から腐食成分の
除去を行う排ガス処理設備と、 該排ガス処理設備で処理された生成ガスの燃焼を行うガ
ス焚きボイラと、 該ガス焚きボイラ内に設けられ、前記廃熱ボイラ及び／
又はガス焚きボイラ内に設けられた蒸発管からの蒸気の
過熱を行う過熱器とを有することを特徴とするガス化溶
融炉生成ガスの利用設備。 - 【請求項７】廃熱ボイラ内に設けられ、前記廃熱ボイラ
内に設けられた蒸発管からの蒸気の過熱を行う過熱器を
有し、 前記廃熱ボイラ内の過熱器を構成する蒸気管がセラミッ
クス合金複合材料からなるカバー材で覆われていること
を特徴とする請求項１乃至請求項６の何れかに記載のガ
ス化溶融炉生成ガスの利用設備。 - 【請求項８】ガス化溶融炉で生成された生成ガスが導入
される廃熱ボイラと、 該廃熱ボイラ内に設けられ、廃熱ボイラ内に設けられた
蒸発管からの蒸気の過熱を行う過熱器と、 前記廃熱ボイラから排出される生成ガス中から腐食成分
の除去を行う排ガス処理設備と、 該排ガス処理設備で処理された生成ガスの燃焼を行うガ
ス焚きボイラと、 該ガス焚きボイラ内に設けられ、ガス焚きボイラ内に設
けられた蒸発管からの蒸気の過熱を行う過熱器とを有
し、前記廃熱ボイラ内の過熱器を構成する蒸気管の外側
がセラミックス合金複合材料からなるカバー材で覆われ
ていることを特徴とするガス化溶融炉生成ガスの利用設
備。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001260057A JP2002310402A (ja) | 2001-02-06 | 2001-08-29 | ガス化溶融炉生成ガスの利用設備 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001-29182 | 2001-02-06 | ||
| JP2001029182 | 2001-02-06 | ||
| JP2001260057A JP2002310402A (ja) | 2001-02-06 | 2001-08-29 | ガス化溶融炉生成ガスの利用設備 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002310402A true JP2002310402A (ja) | 2002-10-23 |
Family
ID=26608972
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2001260057A Pending JP2002310402A (ja) | 2001-02-06 | 2001-08-29 | ガス化溶融炉生成ガスの利用設備 |
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|---|---|
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