JP6865149B2 - Blockage prevention device and blockage prevention method for coal gasification equipment - Google Patents
Blockage prevention device and blockage prevention method for coal gasification equipment Download PDFInfo
- Publication number
- JP6865149B2 JP6865149B2 JP2017230250A JP2017230250A JP6865149B2 JP 6865149 B2 JP6865149 B2 JP 6865149B2 JP 2017230250 A JP2017230250 A JP 2017230250A JP 2017230250 A JP2017230250 A JP 2017230250A JP 6865149 B2 JP6865149 B2 JP 6865149B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat recovery
- medium
- char
- injection
- concentration
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/10—Process efficiency
Landscapes
- Gasification And Melting Of Waste (AREA)
Description
本発明は、石炭ガス化設備の閉塞を防止するための閉塞防止装置及び閉塞防止方法に関する。 The present invention relates to a blockage prevention device and a blockage prevention method for preventing blockage of coal gasification equipment.
石炭ガス化設備のガス化炉内で飛散チャーの付着によるスラッギングで閉塞が発生すると、ガス化炉だけでなくガス化設備全体の安定運転ができない。 If blockage occurs due to slugging due to the adhesion of scattered chars in the gasification furnace of a coal gasification facility, stable operation of not only the gasification furnace but also the entire gasification facility cannot be performed.
ガス化炉のスラッギングを防止する技術として、例えば特許文献1には、ガス化炉上部のリダクタに蒸気噴射ノズルを配設したスラッギング防止装置が記載されている。この装置では、ガス化運転が開始されたら弁を開き、蒸気噴射ノズルから蒸気をガス化炉壁に沿って噴射させて、溶融スラグやチャーがガス化炉壁に付着するのを防止する。
As a technique for preventing slugging of a gasification furnace, for example,
また、特許文献2には、ガス化炉上部のリダクタ壁面に窒素ガスを投入し、生成ガス中の酸素濃度を23〜54vol%に調整することで、リダクタ出口ガス温度(ガス化反応終了温度)を、リダクタ内でのチャーガス化促進と後流の熱回収ボイラにおける灰の付着及び堆積によるファウリングの防止との両面から最適な1000〜1100℃となるように運転制御する石炭ガス化方法が記載されている。
Further, in
一方、非特許文献1には、チャー中の微細な炭素(C)粒子が分散剤の作用をすることから、部分溶融したスラグ粒子同士の焼結を抑制するためにはチャー中の炭素が必要であり、チャー中の炭素濃度が所定濃度(wt%)以上であればスラグ粒子同士の焼結を防止可能であることが記載されている。
On the other hand, in
特許文献1に記載の装置において運転の効率化を図るためには、蒸気噴射ノズルからの蒸気をガス化運転中に常時継続して噴射せず、蒸気を間歇的に噴射することが好ましく、蒸気の噴射を停止している時間(噴射停止時間)を長く設定することは運転の効率化に寄与する。
In order to improve the efficiency of operation in the apparatus described in
しかし、蒸気の噴射停止中はガス化炉壁へのチャーの付着が許容され、ガス化炉壁に付着したチャーがガス化してチャー中の炭素濃度(チャー中C濃度)が低下する。非特許文献1に記載されているように、チャー中C濃度が所定濃度(部分溶融したスラグ粒子同士の焼結を防止するチャー中C濃度:焼結防止C濃度)未満に低下するとスラグ粒子同士が焼結するため、ガス化炉壁に付着したチャーが長時間存在し、チャー中C濃度が焼結防止C濃度未満に低下すると、スラッギングの防止効果が低下する。焼結防止C濃度は、供試炭の種類やガス化炉内のガスの温度、圧力、各種成分濃度などの状態によって相違するため、スラグ粒子同士の焼結を確実に防止しつつ、運転の効率化を図ることが難しい。
However, while the steam injection is stopped, the char is allowed to adhere to the gasification furnace wall, and the char adhering to the gasification furnace wall is gasified and the carbon concentration in the char (C concentration in the char) decreases. As described in
また、特許文献2に記載の方法では、窒素ガスをリダクタ内へ投入しており、リダクタ内の生成ガス量が多くなるため、一酸化炭素及び水素濃度が低くなり、結果として冷ガス効率が低くなる恐れがある。また、リダクタ出口のガス温度が1000〜1100℃と高温であり、チャーのガス化反応が引き続き起こることが考えられ,焼結防止に必要なチャー中のC濃度を十分確保できない恐れがある。
Further, in the method described in
そこで本発明は、スラッギングを確実に防止しつつ、運転の効率化を図ることが可能なガス化設備の閉塞防止装置及び閉塞防止方法の提供を目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a blockage prevention device and a blockage prevention method for gasification equipment capable of improving the efficiency of operation while reliably preventing slugging.
上記目的を達成すべく、本発明の第1の態様に係る装置は、ガス化炉を備える石炭ガス化設備に設けられる閉塞防止装置であって、ガス化炉媒体噴射ノズルと、噴射停止時間演算手段と、噴射制御手段とを備える。 In order to achieve the above object, the device according to the first aspect of the present invention is a blockage prevention device provided in a coal gasification facility including a gasification furnace, which includes a gasifier medium injection nozzle and an injection stop time calculation. A means and an injection control means are provided.
ガス化炉は、石炭を酸化剤とともに炉内に投入して加熱することにより一酸化炭素及び水素を主成分とするガスに変換するとともに、石炭中の灰分を溶融スラグに変換するガス化部と、ガス化部の上方に配置されてガス化部と連通する熱回収部とを有する。 The gasification furnace is a gasification unit that converts coal into a gas containing carbon monoxide and hydrogen as the main components by putting it into the furnace together with an oxidizing agent and heating it, and also converts the ash in the coal into molten slag. It has a heat recovery unit that is arranged above the gasification unit and communicates with the gasification unit.
ガス化炉媒体噴射ノズルは、熱回収部に所定の媒体を噴射可能である。検出手段は、熱回収部を流れる一酸化炭素及び水素を主成分とするガスの温度と二酸化炭素濃度と圧力とを検出する。 The gasifier medium injection nozzle can inject a predetermined medium into the heat recovery unit. The detection means detects the temperature, carbon dioxide concentration, and pressure of the gas containing carbon monoxide and hydrogen as main components flowing through the heat recovery unit.
噴射停止時間演算手段は、熱回収部において溶融スラグ同士が付着して焼結するのを防ぐチャー中炭素濃度(チャー中C濃度)の最低値である焼結防止炭素濃度に熱回収部のチャー中炭素濃度が低下するまでの時間を、ガス化炉媒体噴射ノズルの最長停止時間として、検出手段が検出した温度と二酸化炭素濃度と圧力とを用いて演算する。 The injection stop time calculation means sets the char of the heat recovery unit to the minimum value of the carbon concentration in the char (C concentration in the char) that prevents the molten slag from adhering to each other and sintering in the heat recovery unit. The time until the medium carbon concentration decreases is calculated as the maximum shutdown time of the gasifier medium injection nozzle using the temperature, carbon dioxide concentration, and pressure detected by the detecting means.
噴射制御手段は、噴射停止時間演算手段が演算したガス化炉媒体噴射ノズルの最長停止時間を超えて媒体の噴射停止が継続しないように、ガス化炉媒体噴射ノズルから間歇的に媒体を噴射させる。 The injection control means intermittently injects the medium from the gasifier medium injection nozzle so that the medium injection stop does not continue beyond the maximum stop time of the gasifier medium injection nozzle calculated by the injection stop time calculation means. ..
本発明の第1の態様に係る方法は、ガス化炉を備える石炭ガス化設備における閉塞防止方法であって、検出ステップと、噴射停止時間演算ステップと、噴射制御ステップとを備える。 The method according to the first aspect of the present invention is a method for preventing blockage in a coal gasification facility including a gasification furnace, which includes a detection step, an injection stop time calculation step, and an injection control step.
ガス化炉は、石炭を酸化剤とともに炉内に投入して加熱することにより一酸化炭素及び水素を主成分とするガスに変換するとともに、石炭中の灰分を溶融スラグに変換するガス化部と、ガス化部の上方に配置されてガス化部と連通する熱回収部とを有する。石炭ガス設備には、熱回収部に所定の媒体を噴射可能なガス化炉媒体噴射ノズルが設けられる。 The gasification furnace is a gasification unit that converts coal into a gas containing carbon monoxide and hydrogen as the main components by putting it into the furnace together with an oxidizing agent and heating it, and also converts the ash in the coal into molten slag. It has a heat recovery unit that is arranged above the gasification unit and communicates with the gasification unit. The coal gas facility is provided with a gasifier medium injection nozzle capable of injecting a predetermined medium into the heat recovery unit.
検出ステップでは、熱回収部を流れる一酸化炭素及び水素を主成分とするガスの温度と二酸化炭素濃度と圧力とを検出する。 In the detection step, the temperature, carbon dioxide concentration, and pressure of the gas containing carbon monoxide and hydrogen as main components flowing through the heat recovery unit are detected.
噴射停止時間演算ステップでは、熱回収部において溶融スラグ同士が付着して焼結するのを防ぐチャー中炭素濃度の最低値である焼結防止炭素濃度に熱回収部のチャー中炭素濃度が低下するまでの時間を、ガス化炉媒体噴射ノズルの最長停止時間として、検出ステップで検出した温度と二酸化炭素濃度と圧力とを用いて演算する。 In the injection stop time calculation step, the carbon concentration in the char of the heat recovery unit decreases to the minimum value of the carbon concentration in the char that prevents the molten slag from adhering to each other and sintering in the heat recovery unit. The time until is calculated as the maximum shutdown time of the gasifier medium injection nozzle using the temperature, carbon dioxide concentration, and pressure detected in the detection step.
噴射制御ステップでは、噴射停止時間演算ステップで演算したガス化炉媒体噴射ノズルの最長停止時間を超えて噴射停止が継続しないように、ガス化炉媒体噴射ノズルから間歇的に媒体を噴射させる。 In the injection control step, the medium is intermittently injected from the gasifier medium injection nozzle so that the injection stop does not continue beyond the maximum stop time of the gasifier medium injection nozzle calculated in the injection stop time calculation step.
ガス化炉媒体噴射ノズルは、例えば熱回収部の内壁面に沿うように媒体を噴射する。 The gasifier medium injection nozzle injects the medium along the inner wall surface of the heat recovery unit, for example.
ガス化炉媒体噴射ノズルの最長停止時間は、熱回収部を流れる一酸化炭素及び水素を主成分とするガス(生成ガス)の温度と二酸化炭素濃度(CO2濃度)と圧力とを用いて、チャー中の炭素(チャー中C)の反応速度を演算し、得られた反応速度からチャー中の炭素濃度(チャー中C濃度)が焼結防止炭素濃度(焼結防止C濃度)となる反応時間を演算することにより求めることができる。焼結防止C濃度は炭種毎にその値が異なるため、ガス化する石炭(供試石炭)の焼結防止C濃度を予め設定(記憶)しておく。 The maximum downtime of the gasifier medium injection nozzle is determined by using the temperature, carbon dioxide concentration (CO 2 concentration), and pressure of the gas (produced gas) containing carbon monoxide and hydrogen as the main components flowing through the heat recovery section. The reaction rate of carbon in char (C in char) is calculated, and the reaction time at which the carbon concentration in char (C concentration in char) becomes the anti-sinter carbon concentration (anti-sinter C concentration) from the obtained reaction rate. Can be obtained by calculating. Since the value of the anti-sintering C concentration differs depending on the coal type, the anti-sintering C concentration of the coal to be gasified (test coal) is set (memorized) in advance.
最長停止時間を超えて噴射停止が継続しないような間歇的な噴射制御には、例えば所定時間の噴射と最長停止時間の噴射停止とを繰り返すように、最長停止時間の間隔で噴射を行う制御が含まれる。 For intermittent injection control so that the injection stop does not continue beyond the maximum stop time, control is performed at intervals of the longest stop time, for example, to repeat injection for a predetermined time and injection stop for the longest stop time. included.
上記構成又は方法において、ガス化炉のガス化部では,石炭中の可燃分をガス化して、一酸化炭素と水素を主成分とするガス(生成ガス)に変換する。生成ガス中にはチャーや飛散灰及びや溶融スラグが含まれている。チャーや飛散灰及び溶融スラグがガス化炉上部の熱回収部の内壁面(炉壁面)に付着し、炉壁面等で長時間滞留していると、チャーがガス化してチャー中C濃度が低減する。チャー中C濃度が低減するとチャー中の灰同士による焼結や、溶融スラグ同士が結合してスラッギング(燃焼により溶融した灰が炉壁面に付着して収熱の低下、及び炉内圧力損失を大きくする現象)を起こしてしまう恐れがある。また、熱回収部の後流に熱回収ボイラが設けられている場合、熱回収部の炉壁面に付着したチャー中C濃度が低いチャーが飛散し、ガス化炉から熱回収ボイラへ流入し、熱回収ボイラの伝熱管へ付着して堆積することにより、ファウリング(灰中のナトリウム分等の揮発成分が蒸発し、伝熱管に付着することにより、伝熱の阻害や圧力損失の増大を引き起こす現象)を起こす恐れがある。ガス化炉上部の熱回収部や熱回収ボイラでスラッギングやファウリングが発生すると流路が閉塞し、ガス化設備の運転が困難となる場合がある。 In the above configuration or method, the gasification section of the gasification furnace gasifies the combustible component in coal and converts it into a gas (produced gas) containing carbon monoxide and hydrogen as main components. The generated gas contains char, scattered ash and some molten slag. If char, scattered ash, and molten slag adhere to the inner wall surface (furnace wall surface) of the heat recovery section at the top of the gasification furnace and stay on the furnace wall surface for a long time, the char gasifies and the C concentration in the char decreases. To do. When the C concentration in the char is reduced, the ash in the char is sintered, and the molten slags are bonded to each other for slugging (ash melted by combustion adheres to the furnace wall surface to reduce heat collection and increase the pressure loss in the furnace. There is a risk of causing a phenomenon). Further, when a heat recovery boiler is provided in the wake of the heat recovery section, chars having a low C concentration in the chars adhering to the furnace wall surface of the heat recovery section are scattered and flow into the heat recovery boiler from the gasification furnace. Fowling (volatile components such as sodium in ash evaporate and adhere to the heat transfer tube by adhering to and accumulating on the heat transfer tube of the heat recovery boiler, causing inhibition of heat transfer and an increase in pressure loss. Phenomenon) may occur. If slugging or fouling occurs in the heat recovery section or heat recovery boiler at the top of the gasification furnace, the flow path may be blocked, making it difficult to operate the gasification equipment.
このようなスラッギングやファウリングに対処するため、上記構成及び方法では、ガス化炉の熱回収部の炉壁面に付着したチャーが、ガス化炉媒体噴射ノズルからの媒体の噴射により最長停止時間以内の間隔毎に定期的にブローされ、チャー中C濃度が焼結防止炭素濃度(焼結防止C濃度)未満となる前に確実に炉壁面から除去される。すなわち、チャー中C濃度を焼結防止C濃度以上に維持(確保)することができ、スラッギングを確実に防止することができるとともに、ファウリングを抑制することができる。したがって、飛散灰及びチャーによるガス化設備の閉塞を防止することができ、ガス化設備の安定運転を実現し、信頼性を向上させることができる。 In order to deal with such slugging and fouling, in the above configuration and method, the char adhering to the furnace wall surface of the heat recovery part of the gasifier is within the maximum stop time due to the injection of the medium from the gasifier medium injection nozzle. It is blown periodically at intervals of 1 to ensure that it is removed from the furnace wall surface before the C concentration in the char becomes less than the anti-sintering carbon concentration (anti-sintering C concentration). That is, the C concentration in the char can be maintained (secured) at or higher than the anti-sintering C concentration, slugging can be reliably prevented, and fouling can be suppressed. Therefore, it is possible to prevent the gasification equipment from being blocked by scattered ash and char, realize stable operation of the gasification equipment, and improve reliability.
また、ガス化炉媒体噴射ノズルからの媒体の噴射をガス化運転中に常時継続して行わず、間歇的に行うので、運転の効率化を図ることができる。 Further, since the medium is not always continuously injected from the gasification furnace medium injection nozzle during the gasification operation but intermittently, the operation efficiency can be improved.
本発明の第2の態様に係る装置は、第1の態様の閉塞防止装置であって、ボイラ媒体噴射ノズルを備える。石炭ガス化設備は、ガス化炉の後流に設けられる熱回収ボイラを備える。ボイラ媒体噴射ノズルは、熱回収ボイラの内部に所定の媒体を噴射可能である。 The device according to the second aspect of the present invention is the blockage prevention device of the first aspect, and includes a boiler medium injection nozzle. The coal gasification facility is equipped with a heat recovery boiler installed in the wake of the gasification furnace. The boiler medium injection nozzle can inject a predetermined medium into the heat recovery boiler.
検出手段は、熱回収ボイラを流れる一酸化炭素及び水素を主成分とするガスの少なくとも温度を検出する。噴射停止時間演算手段は、熱回収ボイラにおいて溶融スラグ同士が付着して焼結するのを防ぐチャー中炭素濃度の最低値である焼結防止炭素濃度に熱回収ボイラのチャー中炭素濃度が低下するまでの時間を、ボイラ媒体噴射ノズルの最長停止時間として、検出手段が検出した温度と二酸化炭素濃度と圧力とを用いて演算する。噴射制御手段は、噴射停止時間演算手段が演算したボイラ媒体噴射ノズルの最長停止時間を超えて媒体の噴射停止が継続しないように、ボイラ媒体噴射ノズルから間歇的に媒体を噴射させる。 The detecting means detects at least the temperature of the gas containing carbon monoxide and hydrogen as main components flowing through the heat recovery boiler. The injection stop time calculation means reduces the carbon concentration in the char of the heat recovery boiler to the minimum value of the carbon concentration in the char that prevents the molten slag from adhering to each other and sintering in the heat recovery boiler. The time until is calculated as the maximum stop time of the boiler medium injection nozzle by using the temperature, the carbon dioxide concentration, and the pressure detected by the detecting means. The injection control means intermittently injects the medium from the boiler medium injection nozzle so that the injection stop of the medium does not continue beyond the maximum stop time of the boiler medium injection nozzle calculated by the injection stop time calculation means.
本発明の第2の態様に係る方法は、第1の態様の閉塞防止方法であって、石炭ガス化設備は、ガス化炉の後流に熱回収ボイラを備える。石炭ガス化設備には、熱回収ボイラの内部に所定の媒体を噴射可能なボイラ媒体噴射ノズルが設けられる。 The method according to the second aspect of the present invention is the blockage prevention method of the first aspect, and the coal gasification equipment includes a heat recovery boiler in the wake of the gasification furnace. The coal gasification facility is provided with a boiler medium injection nozzle capable of injecting a predetermined medium inside the heat recovery boiler.
検出ステップでは、熱回収ボイラを流れる一酸化炭素及び水素を主成分とするガスの少なくとも温度を検出する。噴射停止時間演算ステップでは、熱回収ボイラにおいて溶融スラグ同士が付着して焼結するのを防ぐチャー中炭素濃度の最低値である焼結防止炭素濃度に熱回収ボイラのチャー中炭素濃度が低下するまでの時間を、ボイラ媒体噴射ノズルの最長停止時間として、検出ステップで検出した温度と二酸化炭素濃度と圧力とを用いて演算する。噴射制御ステップでは、噴射停止時間演算ステップで演算したボイラ媒体噴射ノズルの最長停止時間を超えて噴射停止が継続しないように、ボイラ媒体噴射ノズルから間歇的に媒体を噴射させる。 In the detection step, at least the temperature of the carbon monoxide and hydrogen-based gas flowing through the heat recovery boiler is detected. In the injection stop time calculation step, the carbon concentration in the char of the heat recovery boiler is reduced to the anti-sintering carbon concentration, which is the minimum value of the carbon concentration in the char that prevents the molten slag from adhering to each other and sintering in the heat recovery boiler. The time until is calculated as the maximum stop time of the boiler medium injection nozzle using the temperature, carbon dioxide concentration, and pressure detected in the detection step. In the injection control step, the medium is intermittently injected from the boiler medium injection nozzle so that the injection stop does not continue beyond the maximum stop time of the boiler medium injection nozzle calculated in the injection stop time calculation step.
ボイラ媒体噴射ノズルは、例えば熱回収ボイラの伝熱管に向けて媒体を噴射する。 The boiler medium injection nozzle injects a medium toward, for example, a heat transfer tube of a heat recovery boiler.
ボイラ媒体噴射ノズルの最長停止時間は、熱回収ボイラを流れる一酸化炭素及び水素を主成分とするガス(生成ガス)の温度とCO2濃度と圧力とを用いて、チャー中Cの反応速度を演算し、得られた反応速度からチャー中C濃度が焼結防止C濃度となるまでの反応時間を演算することにより求めることができる。 The maximum stop time of the boiler medium injection nozzle is the reaction rate of C in the char using the temperature, CO 2 concentration and pressure of the gas (produced gas) containing carbon monoxide and hydrogen as the main components flowing through the heat recovery boiler. It can be obtained by calculating and calculating the reaction time from the obtained reaction rate until the C concentration in the char becomes the anti-sinter C concentration.
上記構成及び方法では、熱回収ボイラの伝熱管に付着したチャーが、ボイラ媒体噴射ノズルからの媒体の噴射により最長停止時間以内の間隔毎に定期的にブローされ、チャー中C濃度が焼結防止C濃度未満となる前に確実に伝熱管から除去される。すなわち、チャー中C濃度を焼結防止C濃度以上に維持(確保)することができ、ファウリングの発生を防止することができる。 In the above configuration and method, the char adhering to the heat transfer tube of the heat recovery boiler is periodically blown at intervals within the maximum stop time by the injection of the medium from the boiler medium injection nozzle, and the C concentration in the char is prevented from sintering. It is surely removed from the heat transfer tube before it becomes less than C concentration. That is, the C concentration in the char can be maintained (secured) at or higher than the anti-sintering C concentration, and the occurrence of fouling can be prevented.
また、ボイラ媒体噴射ノズルからの媒体の噴射をガス化運転中に常時継続して行わず、間歇的に行うので、運転の効率化を図ることができる。 Further, since the medium is not always continuously injected from the boiler medium injection nozzle during the gasification operation but intermittently, the operation efficiency can be improved.
本発明によれば、スラッギングを確実に防止しつつ、運転の効率化を図ることができる。 According to the present invention, it is possible to improve the efficiency of operation while surely preventing slugging.
本発明の一実施形態に係る石炭ガス化設備及び閉塞防止装置について、図1を参照して説明する。本実施形態の石炭ガス化設備は、例えば多目的石炭ガス製造技術(EAGLE:coal Energy Application for Gas, Liquid and Electricity)に用いられる噴流床石炭ガス化設備である。 The coal gasification equipment and the blockage prevention device according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The coal gasification facility of the present embodiment is, for example, a jet bed coal gasification facility used in a multipurpose coal gas production technology (EAGLE: coal Energy Application for Gas, Liquid and Electricity).
図1に示すように、石炭ガス化設備は、ガス化炉1と、ガス化炉1の後流に設けられた熱回収ボイラ2とを備える。
As shown in FIG. 1, the coal gasification facility includes a
ガス化炉1の内部空間は、ガス化部3と熱回収部4とクエンチ部5とに概ね分かれ、鋼製容器の内面に内張りされた耐火材によって区画される。ガス化部3の上部及び下部は、熱回収部4の下部及びクエンチ部5の上部とそれぞれ連通し、ガス化部3の下部には、クエンチ部5との連通路の面積(流路断面積)を縮小する絞り部6が設けられている。
The internal space of the
ガス化部3には、微粉炭バーナ7及びチャーバーナ8が設けられている。燃料供給設備(図示省略)から気流搬送された微粉炭(石炭)は、酸化剤(例えば、空気や酸素)とともに、微粉炭バーナ7から高温高圧状態のガス化部3に投入される。ガス化部3は、投入された石炭の可燃分をガス化して、一酸化炭素と水素を主成分とするガス(生成ガス)に変換し、灰分を溶融スラグに変換する。生成ガスは、ガス化炉1の上方の熱回収部4へ流れ、ガス化炉1の周囲に配置している伝熱管(図示省略)を流れる媒体との熱交換により生成ガスの温度が低下する。
The
生成ガスは、熱回収部4から熱回収ボイラ2へ流れ、熱回収ボイラ2内の伝熱管9を流れる媒体(水)との熱交換により温度が低下した後、熱回収ボイラ2から流出し、サイクロン10(一部はサイクロン10及びチャーフィルタ11)によって、脱塵ガス12とチャーとに分離され、脱塵ガス12は系外へ供給される。図示をしていないがバイパスライン29には弁が設けられており、設備の起動時あるいは停止時に、ヒートアップ用の煤塵の少ない燃焼ガスあるいはパージ用の窒素ガスの全量あるいは一部をバイパスライン29へ流してチャーフィルタを保護する。生成ガスから分離されたチャーは、ホッパ13に貯留され、チャー搬送管14を介して搬送されて、チャーバーナ8からガス化炉1へ投入され、再使用される。また、ガス化炉1内の溶融スラグは、ガス化部3の下部の絞り部6からクエンチ部5へ流下し、クエンチ水15とともに系外へ排出される。なお、クエンチ部5には、補助バーナ16が設けられている。
The generated gas flows from the
ガス化炉1の熱回収部4を流れる生成ガス中には、炭素(C)と灰からなる固形のチャーや溶融した灰が含まれている。これらのチャーや溶融灰が熱回収部4の壁面に付着するが、本実施形態では、後述するように、チャー中の炭素(チャー中C)の分散作用により溶融灰同士を付着させないようにして、熱回収部4でスラッギングを起こさないようにしている。なお、スラッギングを起こさないチャー中C濃度は炭種毎に異なる。
The generated gas flowing through the
図2に、2種類の石炭(石炭Aと石炭B)の各々についてのチャー中C濃度と焼結度との関係を示す。チャー中C濃度が高いと溶融灰の焼結度が低下し、所定のチャー中C濃度に達すると、焼結度が0となる。焼結度が0となる時のチャー中C濃度は、溶融スラグ同士が付着して焼結するのを防ぐチャー中C濃度の最低値であり、この濃度を焼結防止炭素濃度(焼結防止C濃度)とする。ガス化炉1の熱回収部4の炉壁面に付着したチャーのチャー中C濃度が焼結防止C濃度以上であれば、チャー中Cの分散作用により溶融灰が焼結せず、熱回収部4の壁面でのスラッギングを防止できる。焼結防止C濃度は炭種毎に異なり、図2に示す例では、石炭A(図中実線で示す)の焼結防止C濃度は20wt%であり、石炭B(図中二点鎖線で示す)の焼結防止C濃度は30wt%である。
FIG. 2 shows the relationship between the C concentration in char and the degree of sintering for each of the two types of coal (coal A and coal B). When the C concentration in the char is high, the sintering degree of the molten ash decreases, and when the C concentration in the char reaches a predetermined C concentration, the sintering degree becomes 0. The C concentration in char when the degree of sintering becomes 0 is the lowest value of the C concentration in char that prevents molten slag from adhering to each other and sintering, and this concentration is defined as the anti-sintering carbon concentration (anti-sintering). C concentration). If the C concentration in the char of the char adhering to the furnace wall surface of the
閉塞防止装置は、図1に示すように、ガス化炉側の噴射ノズル(ガス化炉媒体噴射ノズル)17と、ボイラ側の噴射ノズル(ボイラ媒体噴射ノズル)18と、ガス化炉側の熱電対19と、サンプリング配管20及び分析計21と、圧力計22と、ボイラ側の熱電対23と、噴射制御ユニット30とを備える。
As shown in FIG. 1, the blockage prevention device includes an injection nozzle (gasifier medium injection nozzle) 17 on the gasifier side, an injection nozzle (boiler medium injection nozzle) 18 on the boiler side, and a thermocouple on the gasifier side. It includes a
ガス化炉側の噴射ノズル17は、付着チャー(炉壁面に付着したチャー)を吹き飛ばして除去するためにガス化炉1に設けられ、所定の媒体28を熱回収部4に噴射する。所定の媒体28とは窒素ガスなどの不活性ガスあるいは脱塵ガス12から塩素や硫黄などの腐食性ガスなどを除去するガス精製をしたガス(=リサイクルガス)とすることもできる。ガス化炉側の噴射ノズル17の噴射方向は、熱回収部4の炉壁面に沿う方向を含むように設定されている。ボイラ側の噴射ノズル18は、付着チャー(伝熱管9に付着したチャー)を吹き飛ばして除去するために熱回収ボイラ2に設けられ、所定の媒体28を熱回収ボイラ2の内部空間(生成ガスの流通空間)に噴射する。ボイラ側の噴射ノズル18は、生成ガスの流入側(ガス入口側)に配置され、その噴射方向は、ボイラ内の伝熱管9に向かう方向を含むように設定されている。なお、図1の例では、ガス化炉側の噴射ノズル17を、熱回収部4の片側に上下三段で、各段に1箇所ずつ設けているが、設定する段数は任意であり、各段において噴射ノズル17を同心円上に複数設置してもよい。同様に、ボイラ側の噴射ノズル18を熱回収ボイラ2の片側に1箇所設けているが、噴射ノズル18を同心円上に複数設置してもよい。また、各噴射ノズル17,18から噴射する媒体28は、特に限定されず、窒素ガスであってもよく、生成ガスからチャー等の固形分を除き、精製処理したリサイクルガスであってもよい。
The
ガス化炉側の各噴射ノズル17の媒体供給管24には、各噴射ノズル17からの媒体28の噴射を個別に実行及び停止(噴射ノズル17への噴射媒体の供給を制御)するガス化炉側の制御弁26が設けられている。同様に、ボイラ側の噴射ノズル18の媒体供給管25には、噴射ノズル18からの媒体28の噴射を実行及び停止(噴射ノズル18への噴射媒体の供給を制御)するボイラ側の制御弁27が設けられている。
A gasifier that individually executes and stops the injection of the medium 28 from each injection nozzle 17 (controls the supply of the injection medium to the injection nozzle 17) in the
ガス化炉側の熱電対19は、熱回収部4を流れる生成ガスの温度を測定し、ボイラ側の熱電対23は、熱回収ボイラ2の内部空間を流れる生成ガスの温度を測定する。サンプリング配管20は、ガス化炉側の熱電対19による温度測定位置の後流で熱回収部4と連通し、分析計21は、熱回収部4からサンプリング配管20へ流入する生成ガスの二酸化炭素濃度(CO2濃度)を測定する。圧力計22は、ガス化炉1内の圧力(熱回収部4の圧力)を測定する。すなわち、ガス化炉側の熱電対19と分析計21と圧力計22とは、熱回収部4を流れる一酸化炭素及び水素を主成分とするガスの温度とCO2濃度と圧力とを検出する検出手段として機能し、ボイラ側の熱電対23は、熱回収ボイラ2の内部空間を流れる一酸化炭素及び水素を主成分とするガスの温度を検出する検出手段として機能する。なお、圧力計22はガス化炉1の制御用に備わっているものを使用してもよい。
The
本実施形態では、サンプリング配管20を熱回収部4のガス出口側と連通し、熱回収部4のガス出口側で生成ガスのCO2濃度を測定することにより、熱回収ボイラ2のガス入口側でのCO2濃度の測定を省略し、ガス化炉側の分析計21が測定したCO2濃度を熱回収ボイラ2側の生成ガスのCO2濃度としても用いるようにしているが、ボイラ側にCO2濃度を測定する分析計を別途設けてもよい。圧力についても同様に、ガス化炉側の圧力計が測定した圧力を熱回収ボイラ2側の圧力としても用いるようにしているが、ボイラ側に圧力計を別途設けてもよい。
In the present embodiment, the
噴射制御ユニット30は、ガス化運転が実行されている間、制御弁26,27を開閉制御して、ガス化炉側及びボイラ側の噴射ノズル17,18から間歇的に媒体28を噴射させる。
The
ガス化運転の実行中にガス化炉1の熱回収部4の炉壁面に付着したチャーは、噴射ノズル17からの媒体噴射によって除去されるまでの間、次式(1)に示すように生成ガス中のCO2によりガス化されてCOに変換される。さらに、このCOは次式(2)に示すようにH20との反応によりCO2とH2に変換される。
The char adhering to the furnace wall surface of the
C+CO→2CO・・・(1)
CO+H2O→CO2+H2・・・(2)
C + CO → 2CO ... (1)
CO + H 2 O → CO 2 + H 2 ... (2)
したがって、ガス化設備の壁面(ガス化炉1の炉壁面や熱回収ボイラ2の伝熱管9の表面など)に付着したチャーの滞留時間によりチャー中C濃度が低減する。チャー中Cのガス化反応速度は一般に次式(3)で表される。
Therefore, the C concentration in the char is reduced by the residence time of the char adhering to the wall surface of the gasification facility (the wall surface of the
k=PCO2・A・exp(−E/(R・T))・・・(3)
ここで、k:チャーの反応速度、PCO2:生成ガスのCO2分圧(=CO2濃度×圧力P)、A:頻度因子、E:活性化エネルギ、R:ガス定数、T:ガス温度である。
k = P CO2・ A ・ exp (-E / (RT)) ・ ・ ・ (3)
Here, k: reaction rate of char, P CO2 : CO 2 partial pressure of produced gas (= CO 2 concentration × pressure P), A: frequency factor, E: activation energy, R: gas constant, T: gas temperature. Is.
図3は、滞留時間に対するチャー中C濃度の変化を示す図であり、ガス化炉負荷一定の条件で、滞留時間に対するチャー中C濃度の変化を式(3)により求めたものである。図3(a)は、ガス温度1200℃の雰囲気におけるチャー中C濃度の変化の一例であり、図3(b)は、石炭Aにおけるガス温度の違いによるチャー中C濃度の変化の一例である。図3(a)に示すように、チャー中C濃度は式(1)及び式(2)の反応により徐々に低下する。チャー中C濃度の低下傾向は炭種毎に異なり、焼結防止C濃度までの時間(噴射ノズル17,18の最長停止時間)tbは、ガス温度1200℃の条件で、石炭Aでは焼結防止C濃度(20wt%)までtbA(tbA1)=10分、石炭Bでは焼結防止C濃度(30wt%)までtbB=7分である。図3(b)に示すように、石炭Aにおいてガス温度1000℃の条件で焼結防止C濃度(20wt%)までの時間は30分(tbA2=30分)である。ガス温度が高い方がチャー中Cのガス化反応速度が高く(速く)、焼結防止C濃度まので時間が短いことが分かる。
FIG. 3 is a diagram showing the change in the C concentration in the char with respect to the residence time, and the change in the C concentration in the char with respect to the residence time was obtained by the equation (3) under the condition that the gasifier load was constant. FIG. 3A is an example of a change in the C concentration in the char in an atmosphere having a gas temperature of 1200 ° C., and FIG. 3B is an example of a change in the C concentration in the char due to a difference in the gas temperature in the coal A. .. As shown in FIG. 3A, the C concentration in the char gradually decreases due to the reactions of the formulas (1) and (2). The decreasing tendency of C concentration in char differs depending on the coal type, and the time to anti-sintering C concentration (maximum stop time of
チャーが熱回収部4の炉壁面へ付着した後、或いはチャーが熱回収ボイラ2の伝熱管9へ付着した後、チャー中C濃度が焼結防止C濃度に達する時間tb毎に、噴射ノズル17,18からの噴射媒体(噴射された媒体28)により付着したチャーを吹き飛ばして除去することで、熱回収部4の炉壁及び熱回収ボイラ2の伝熱管9でのスラッギング及びファウリングを防止することが可能となる。また、熱回収部4で吹き飛ばされたチャーは、熱回収部4の後流の熱回収ボイラ2へ生成ガスと共に流れる。熱回収部4で確実にチャー中C濃度を焼結防止C濃度以上に保つことによって、熱回収ボイラ2の伝熱管9にチャーが付着しても容易に噴射ノズル18で堆積したチャーを除去でき、熱回収ボイラ2でのファウリング防止に寄与できる。
After the char adheres to the furnace wall surface of the
噴射制御ユニット30は、例えばコンピュータによって構成され、図1に示すように、記憶部31、演算部(噴射停止時間演算手段)32及び制御部(噴射制御手段)33として機能する。
The
記憶部31には、供試石炭の焼結防止C濃度が操作者からの入力等によって設定され記憶される。
In the
演算部32は、ガス化炉側の熱電対19、分析計21及び圧力計22によって測定された生成ガスのガス温度、CO2濃度及び圧力と式(3)とを用いて、熱回収部4でのチャー中Cのガス化反応速度を演算し、記憶部31に記憶された焼結防止炭素濃度に熱回収部4のチャー中炭素濃度(チャー中C濃度)が低下するまでの時間(ガス化炉側の噴射ノズル17の最長停止時間)tbを、上記求めたガス化反応速度から演算する。同様に、ボイラ側の熱電対23、ガス化炉側の分析計21及び圧力計22によって測定された生成ガスのガス温度、CO2濃度及び圧力と式(3)とを用いて、熱回収ボイラ2でのチャー中Cのガス化反応速度を演算し、記憶部31に記憶された焼結防止炭素濃度に熱回収ボイラ2のチャー中炭素濃度が低下するまでの時間(ボイラ側の噴射ノズル18の最長停止時間)tbを、上記求めたガス化反応速度から演算する。なお、ボイラ側に分析計及び/又は圧力計を設けた場合には、ボイラ側の分析計及び/又は圧力計によって測定されたCO2濃度及び/又は圧力を用いて、熱回収ボイラ2でのチャー中Cのガス化反応速度を演算する。
The
制御部33は、演算部32が求めたガス化炉側の噴射ノズル17の最長停止時間tbを超えて噴射停止が継続しないように制御弁26を制御して、ガス化炉側の噴射ノズル17から間歇的に媒体28を噴射させる。同様に、演算部32が求めたボイラ側の噴射ノズル18の最長停止時間tbを超えて噴射停止が継続しないように制御弁27を制御して、ボイラ側の噴射ノズル18から間歇的に媒体28を噴射させる。本実施形態では、所定時間の噴射と最長停止時間の噴射停止とを繰り返すように、最長停止時間の間隔で噴射を行う制御が実行される。なお、噴射時間(上記所定時間)には、付着チャーを確実に吹き飛ばすことが可能な一定の時間が予め設定されている。
The
次に、噴射制御ユニット30が実行する処理について、図4のフローチャートを参照して説明する。
Next, the process executed by the
本処理が開始されると、まず、熱回収部4及び熱回収ボイラ2における供試石炭の焼結防止C濃度が設定され、記憶される(ステップS1)。熱回収部4及び熱回収ボイラ2における供試石炭は同種であるため、共通の焼結防止C濃度が設定される。
When this process is started, first, the anti-sintering C concentration of the test coal in the
焼結防止C濃度設定後、生成ガスのガス温度、CO2濃度及び圧力をそれぞれ検出する(ステップS2)。具体的には、ガス化炉側及びボイラ側の各熱電対19,23が測定したガス温度、分析計21が測定したCO2濃度、及び圧力計22が測定した圧力をそれぞれ取得する。
After setting the anti-sintering C concentration, the gas temperature, CO 2 concentration and pressure of the produced gas are detected, respectively (step S2). Specifically, the gas temperature measured by the
次に、ガス化炉側の熱電対19、分析計21及び圧力計22によって測定された生成ガスのガス温度、CO2濃度及び圧力と式(3)とを用いて、熱回収部4でのチャー中Cのガス化反応速度を演算し、ステップS1で記憶した焼結防止炭素濃度に熱回収部4のチャー中炭素濃度が低下するまでの時間(ガス化炉側の噴射ノズル17の最長停止時間、噴射間隔時間)tbを、上記求めたガス化反応速度から演算する(ステップS3)。同様に、ボイラ側の熱電対23、ガス化炉側の分析計21及び圧力計22によって測定された生成ガスのガス温度、CO2濃度及び圧力と式(3)とを用いて、熱回収ボイラ2でのチャー中Cのガス化反応速度を演算し、ステップS1で記憶した焼結防止炭素濃度に熱回収ボイラ2のチャー中炭素濃度が低下するまでの時間(ボイラ側の噴射ノズル18の最長停止時間、噴射間隔時間)tbを、上記求めたガス化反応速度から演算する(ステップS3)。なお、ステップS2以降の処理は、ガス化炉側とボイラ側とで独立して(並行して)同様に実行するため、以下ではガス化炉側とボイラ側とを区別せずに説明する。
Next, using the
次に、前回の噴射停止からの経過時間(噴射停止時間)tが最長停止時間tbに達したか否か(噴射停止時間計測タイマ(内部タイマ)のカウント値がtbに達したか否か)を判定し(ステップS4)、噴射停止時間tが最長停止時間tbに達した場合(ステップS4:Yes)、制御弁26,27を制御して、噴射ノズル17,18からの媒体28の噴射を開始し、噴射停止時間計測タイマのカウント値をリセットし(t=0)、噴射時間計測タイマ(内部タイマ)による噴射時間のカウントを開始する(ステップS5)。
Next, whether or not the elapsed time (injection stop time) t from the previous injection stop has reached the maximum stop time tb (whether or not the count value of the injection stop time measurement timer (internal timer) has reached tb). (Step S4), when the injection stop time t reaches the maximum stop time tb (step S4: Yes), the
なお、噴射の強さ及びガス量(噴射量)は噴射時間中、終始一定である必要はなく、パルス状に強さ及びガス量を変化させてもよく、噴射の仕方は特に限定されない。 The injection strength and the amount of gas (injection amount) do not have to be constant from beginning to end during the injection time, and the strength and the amount of gas may be changed in a pulsed manner, and the injection method is not particularly limited.
また、上述のステップS4の判定を最長停止時間tbよりも短い任意の時間tsを設定値として、前回の噴射停止からの経過時間(噴射停止時間)tがtsに達したか否かについて判定することとしてもよい。 Further, the determination in step S4 described above is determined as to whether or not the elapsed time (injection stop time) t from the previous injection stop has reached ts, with an arbitrary time ts shorter than the longest stop time tb as a set value. It may be that.
次に、予め設定された所定時間に噴射時間が達したか否か(噴射時間計測タイマのカウント値が所定時間に達したか否か)を判定し(ステップS6)、噴射時間が所定時間に達した場合(ステップS6:Yes)、制御弁26,27を制御して、噴射ノズル17,18からの媒体28の噴射を停止し、噴射時間計測タイマのカウント値をリセットし、噴射停止時間計測タイマによる噴射時間のカウントを開始する(ステップS7)。
Next, it is determined whether or not the injection time has reached the predetermined time set in advance (whether or not the count value of the injection time measurement timer has reached the predetermined time) (step S6), and the injection time reaches the predetermined time. When it reaches (step S6: Yes), the
なお、噴射停止時間計測タイマのカウント値がtbに達したか否かの判定(ステップS4)は、カウント値tbに達するまで繰り返し、噴射時間計測タイマのカウント値が所定時間に達したか否かの判定(ステップS6)は、カウント値が所定時間に達するまで繰り返す。これにより、所定時間の噴射と最長停止時間tbの噴射停止とが繰り返して実行される。 The determination of whether or not the count value of the injection stop time measurement timer has reached tb (step S4) is repeated until the count value tb is reached, and whether or not the count value of the injection time measurement timer has reached a predetermined time. (Step S6) is repeated until the count value reaches a predetermined time. As a result, the injection for a predetermined time and the injection stop for the longest stop time tb are repeatedly executed.
次に、噴射を停止するか否かを判定し(ステップS8)、停止しない場合(ステップS8:No)、ステップS2へ移行して、ステップS2〜S8の処理を繰り返す。一方、停止する場合(ステップS8:Yes)、本処理を終了する。ステップS2〜S8の処理は、ガス化運転の実行中に常時繰り返して実行され、例えばガス化運転を終了する場合、ステップS8において噴射停止と判断され、本処理が終了する。 Next, it is determined whether or not to stop the injection (step S8), and if it is not stopped (step S8: No), the process proceeds to step S2 and the processes of steps S2 to S8 are repeated. On the other hand, when stopping (step S8: Yes), this process ends. The processes of steps S2 to S8 are always and repeatedly executed during the execution of the gasification operation. For example, when the gasification operation is terminated, it is determined in step S8 that the injection is stopped, and this process is terminated.
以上説明したように、本実施形態によれば、ガス化炉1の熱回収部4の炉壁面に付着したチャーが、噴射ノズル17からの媒体28の噴射により最長停止時間以内の間隔毎に定期的にブローされ、チャー中C濃度が焼結防止C濃度未満となる前に確実に炉壁面から除去される。すなわち、チャー中C濃度を焼結防止C濃度以上に維持(確保)することができ、スラッギングを確実に防止することができるとともに、熱回収ボイラ2でのファウリングを抑制することができる。したがって、飛散灰及びチャーによるガス化設備の閉塞(ガス流路の閉塞)を防止することができ、ガス化設備の安定運転を実現し、信頼性を向上させることができる。
As described above, according to the present embodiment, the char adhering to the furnace wall surface of the
また、熱回収ボイラ2においても、伝熱管9に付着したチャーが、噴射ノズル18からの媒体28の噴射により最長停止時間以内の間隔毎に定期的にブローされ、チャー中C濃度が焼結防止C濃度未満となる前に確実に伝熱管9から除去される。すなわち、チャー中C濃度を焼結防止C濃度以上に維持(確保)することができ、ファウリングの発生を確実に防止することができる。
Further, also in the
さらに、噴射ノズル17,18からの媒体28の噴射をガス化運転中に常時継続して行わず、間歇的に行うので、運転の効率化を図ることができる。
Further, since the injection of the medium 28 from the
なお、本発明は、一例として説明した上述の実施形態及び変形例に限定されることはなく、上述の実施形態等以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment and modification described as an example, and is not limited to the above-described embodiment and the like as long as it does not deviate from the technical idea of the present invention. , Various changes are possible depending on the design and the like.
例えば、ガス化炉側とボイラ側の双方に噴射ノズル17,18を設けず、ガス化炉側のみに噴射ノズル17を設けてもよい。また、ボイラ側の噴射ノズル18を複数段に設けてもよい。
For example, the
1:ガス化炉
2:熱回収ボイラ
3:ガス化部
4:熱回収部
5:クエンチ部
6:絞り部
7:微粉炭バーナ
8:チャーバーナ
9:熱回収ボイラの伝熱管
10:サイクロン
11:チャーフィルタ
12:脱塵ガス
13:ホッパ
14:チャー搬送管
15:クエンチ水
16:補助バーナ
17:ガス化炉側の噴射ノズル(ガス化炉媒体噴射ノズル)
18:ボイラ側の噴射ノズル(ボイラ媒体噴射ノズル)
19:ガス化炉側の熱電対(検出手段)
20:サンプリング配管
21:分析計(検出手段)
22:圧力計(検出手段)
23:ボイラ側の熱電対(検出手段)
24,25:制御用の信号線あるいは弁作動用媒体供給配管
26,27:制御弁
28:所定の媒体
29:バイパスライン
30:噴射制御ユニット
31:記憶部
32:演算部(噴射停止時間演算手段)
33:制御部(噴射制御手段)
1: Gasification furnace 2: Heat recovery boiler 3: Gasification section 4: Heat recovery section 5: Quenching section 6: Squeezing section 7: Microcarbon burner 8: Char burner 9: Heat recovery boiler heat transfer tube 10: Cyclone 11: Char filter 12: Dust removal gas 13: Hopper 14: Char transport pipe 15: Quench water 16: Auxiliary burner 17: Gasifier side injection nozzle (gasifier medium injection nozzle)
18: Boiler side injection nozzle (boiler medium injection nozzle)
19: Thermocouple on the gasifier side (detection means)
20: Sampling pipe 21: Analyzer (detection means)
22: Pressure gauge (detection means)
23: Thermocouple on the boiler side (detection means)
24, 25: Control signal line or valve operating
33: Control unit (injection control means)
Claims (4)
前記熱回収部に所定の媒体を噴射可能なガス化炉媒体噴射ノズルと、
前記熱回収部を流れる一酸化炭素及び水素を主成分とするガスの温度と二酸化炭素濃度と圧力とを検出する検出手段と、
前記熱回収部において溶融スラグ同士が付着して焼結するのを防ぐチャー中炭素濃度の最低値である焼結防止炭素濃度に前記熱回収部のチャー中炭素濃度が低下するまでの時間を、前記ガス化炉媒体噴射ノズルの最長停止時間として、前記検出手段が検出した温度と二酸化炭素濃度と圧力とを用いて演算する噴射停止時間演算手段と、
前記噴射停止時間演算手段が演算した前記ガス化炉媒体噴射ノズルの最長停止時間を超えて媒体の噴射停止が継続しないように、前記ガス化炉媒体噴射ノズルから間歇的に媒体を噴射させる噴射制御手段と、を備える
ことを特徴とする石炭ガス化設備の閉塞防止装置。 A gasification unit that converts coal into a gas containing carbon monoxide and hydrogen as main components by putting it into a furnace together with an oxidizing agent and heating it, and also converts ash in coal into molten slag, and the gasification unit. An blockage prevention device provided in a coal gasification facility provided with a gasification furnace having a heat recovery unit communicating with the gasification unit, which is arranged above the coal gasification unit.
A gasifier medium injection nozzle capable of injecting a predetermined medium into the heat recovery unit,
A detection means for detecting the temperature, carbon dioxide concentration, and pressure of a gas containing carbon monoxide and hydrogen as main components flowing through the heat recovery unit.
The time until the carbon concentration in the char of the heat recovery section decreases to the anti-sintering carbon concentration, which is the minimum value of the carbon concentration in the char that prevents the molten slag from adhering to each other and sintering in the heat recovery section. As the maximum stop time of the gasifier medium injection nozzle, an injection stop time calculation means calculated by using the temperature, carbon dioxide concentration, and pressure detected by the detection means, and an injection stop time calculation means.
Injection control for intermittently injecting the medium from the gasifier medium injection nozzle so that the medium injection stop does not continue beyond the maximum stop time of the gasifier medium injection nozzle calculated by the injection stop time calculation means. A blockage prevention device for coal gasification equipment, characterized in that it is equipped with means.
前記熱回収ボイラの内部に所定の媒体を噴射可能なボイラ媒体噴射ノズルを備え、
前記検出手段は、前記熱回収ボイラを流れる一酸化炭素及び水素を主成分とするガスの少なくとも温度を検出し、
前記噴射停止時間演算手段は、前記熱回収ボイラにおいて溶融スラグ同士が付着して焼結するのを防ぐチャー中炭素濃度の最低値である焼結防止炭素濃度に前記熱回収ボイラのチャー中炭素濃度が低下するまでの時間を、前記ボイラ媒体噴射ノズルの最長停止時間として、前記検出手段が検出した温度と二酸化炭素濃度と圧力とを用いて演算し、
前記噴射制御手段は、前記噴射停止時間演算手段が演算した前記ボイラ媒体噴射ノズルの最長停止時間を超えて媒体の噴射停止が継続しないように、前記ボイラ媒体噴射ノズルから間歇的に媒体を噴射させる
ことを特徴とする石炭ガス化設備の閉塞防止装置。 The blockage prevention device according to claim 1, which is provided in the coal gasification facility provided with a heat recovery boiler in the wake of the gasification furnace.
A boiler medium injection nozzle capable of injecting a predetermined medium is provided inside the heat recovery boiler.
The detection means detects at least the temperature of a gas containing carbon monoxide and hydrogen as main components flowing through the heat recovery boiler.
The injection stop time calculating means has the char carbon concentration in the char of the heat recovery boiler to the sintering prevention carbon concentration which is the minimum value of the char carbon concentration for preventing molten slags from adhering to each other and sintering in the heat recovery boiler. The time until the decrease is calculated as the maximum stop time of the boiler medium injection nozzle by using the temperature, the carbon dioxide concentration, and the pressure detected by the detection means.
The injection control means intermittently injects a medium from the boiler medium injection nozzle so that the injection stop of the medium does not continue beyond the maximum stop time of the boiler medium injection nozzle calculated by the injection stop time calculation means. A blockage prevention device for coal gasification equipment.
前記熱回収部を流れる一酸化炭素及び水素を主成分とするガスの温度と二酸化炭素濃度と圧力とを検出する検出ステップと、
前記熱回収部において溶融スラグ同士が付着して焼結するのを防ぐチャー中炭素濃度の最低値である焼結防止炭素濃度に前記熱回収部のチャー中炭素濃度が低下するまでの時間を、前記ガス化炉媒体噴射ノズルの最長停止時間として、前記検出ステップで検出した温度と二酸化炭素濃度と圧力とを用いて演算する噴射停止時間演算ステップと、
前記噴射停止時間演算ステップで演算した前記ガス化炉媒体噴射ノズルの最長停止時間を超えて噴射停止が継続しないように、前記ガス化炉媒体噴射ノズルから間歇的に媒体を噴射させる噴射制御ステップと、を備える
ことを特徴とする石炭ガス化設備の閉塞防止方法。 A gasification unit that converts coal into a gas containing carbon monoxide and hydrogen as main components by putting it into a furnace together with an oxidizing agent and heating it, and also converts ash in the coal into molten slag, and the gasification unit. A gasification furnace medium injection nozzle capable of injecting a predetermined medium into the heat recovery unit is provided in a coal gasification facility provided with a gasification furnace having a heat recovery unit communicating with the gasification unit, which is arranged above the heat recovery unit. It is a method of preventing blockage in the provided coal gasification facility.
A detection step for detecting the temperature, carbon dioxide concentration, and pressure of a gas containing carbon monoxide and hydrogen as main components flowing through the heat recovery unit.
The time until the carbon concentration in the char of the heat recovery section decreases to the anti-sintering carbon concentration, which is the minimum value of the carbon concentration in the char that prevents the molten slag from adhering to each other and sintering in the heat recovery section. As the maximum stop time of the gasifier medium injection nozzle, an injection stop time calculation step calculated using the temperature, carbon dioxide concentration, and pressure detected in the detection step, and an injection stop time calculation step.
With the injection control step of intermittently injecting the medium from the gasifier medium injection nozzle so that the injection stop does not continue beyond the maximum stop time of the gasifier medium injection nozzle calculated in the injection stop time calculation step. A method for preventing blockage of coal gasification equipment, which is characterized by providing.
前記検出ステップでは、前記熱回収ボイラを流れる一酸化炭素及び水素を主成分とするガスの少なくとも温度を検出し、
前記噴射停止時間演算ステップでは、前記熱回収ボイラにおいて溶融スラグ同士が付着して焼結するのを防ぐチャー中炭素濃度の最低値である焼結防止炭素濃度に前記熱回収ボイラのチャー中炭素濃度が低下するまでの時間を、前記ボイラ媒体噴射ノズルの最長停止時間として、前記検出ステップで検出した温度と二酸化炭素濃度と圧力とを用いて演算し、
前記噴射制御ステップでは、前記噴射停止時間演算ステップで演算した前記ボイラ媒体噴射ノズルの最長停止時間を超えて噴射停止が継続しないように、前記ボイラ媒体噴射ノズルから間歇的に媒体を噴射させる
ことを特徴とする石炭ガス化設備の閉塞防止方法。 A claim in the coal gasification facility in which the coal gasification facility provided with a heat recovery boiler in the wake of the gasification furnace is provided with a boiler medium injection nozzle capable of injecting a predetermined medium inside the heat recovery steam. The blockage prevention method according to 3.
In the detection step, at least the temperature of the gas containing carbon monoxide and hydrogen as main components flowing through the heat recovery boiler is detected.
In the injection stop time calculation step, the carbon concentration in the char of the heat recovery boiler is set to the sintering prevention carbon concentration which is the minimum value of the carbon concentration in the char that prevents the molten slags from adhering to each other and sintering in the heat recovery boiler. The time until the decrease is calculated as the maximum stop time of the boiler medium injection nozzle using the temperature, carbon dioxide concentration, and pressure detected in the detection step.
In the injection control step, the medium is intermittently injected from the boiler medium injection nozzle so that the injection stop does not continue beyond the maximum stop time of the boiler medium injection nozzle calculated in the injection stop time calculation step. A characteristic method for preventing blockage of coal gasification equipment.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2017230250A JP6865149B2 (en) | 2017-11-30 | 2017-11-30 | Blockage prevention device and blockage prevention method for coal gasification equipment |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2017230250A JP6865149B2 (en) | 2017-11-30 | 2017-11-30 | Blockage prevention device and blockage prevention method for coal gasification equipment |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2019099643A JP2019099643A (en) | 2019-06-24 |
| JP6865149B2 true JP6865149B2 (en) | 2021-04-28 |
Family
ID=66976001
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2017230250A Active JP6865149B2 (en) | 2017-11-30 | 2017-11-30 | Blockage prevention device and blockage prevention method for coal gasification equipment |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP6865149B2 (en) |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3342083B2 (en) * | 1993-03-23 | 2002-11-05 | 三菱重工業株式会社 | Spouted bed coal gasifier |
| JPH0995687A (en) * | 1995-09-28 | 1997-04-08 | Babcock Hitachi Kk | Gasifying apparatus in air current layer and its operation |
| JP3371692B2 (en) * | 1996-07-03 | 2003-01-27 | 株式会社日立製作所 | Coal gasifier |
| JP4898759B2 (en) * | 2008-10-22 | 2012-03-21 | 三菱重工業株式会社 | Coal gasifier |
-
2017
- 2017-11-30 JP JP2017230250A patent/JP6865149B2/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2019099643A (en) | 2019-06-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101192960B1 (en) | Burner for highly caking coal and gasification furnace | |
| KR101882631B1 (en) | Powder transporting device and char recovering device | |
| JP5812588B2 (en) | Gasification furnace, operation method of gasification furnace, and coal gasification combined power plant | |
| KR101227310B1 (en) | Burner for highly caking coal and gasification furnace | |
| JPH07278573A (en) | Coal gasifier and method of using coal gasifier | |
| JP6865149B2 (en) | Blockage prevention device and blockage prevention method for coal gasification equipment | |
| CN110100015A (en) | Gas processing device and the operating method for using the gas processing device | |
| AU2011241630A1 (en) | Coal gasification system and coal gasification method | |
| JP2018138636A (en) | Method for regeneration of filter apparatus, filter apparatus, and gasification compound powder generating facility | |
| CN111328349B (en) | Injection of process fluids into a shaft furnace with injector condition testing | |
| JP5688569B2 (en) | Gasifier | |
| JP7123569B2 (en) | POWDER FUEL SUPPLY DEVICE, GASIFIER FACTOR FACILITY AND COMBINED GASIFICATION COMBINED CYCLE EQUIPMENT AND METHOD OF CONTROLLING POWDER FUEL SUPPLY DEVICE | |
| JP2013245327A (en) | Method for detecting quenching water level of coal gasification apparatus and coal gasification apparatus using the method | |
| JP4096509B2 (en) | Gasification and melting apparatus and method | |
| JP2012107085A (en) | Slag removal method in coal gasification apparatus, and coal gasification apparatus | |
| JP2008150463A (en) | Two-stage entrained bed gasification oven and method for controlling operation of the same | |
| JP4234727B2 (en) | In-furnace condition monitoring / control method and apparatus for melting furnace | |
| JP5720981B2 (en) | Waste gasification method | |
| JP5893956B2 (en) | Gasification furnace and slag tap blockage detection method thereof | |
| JP5620171B2 (en) | Gasifier | |
| KR101245319B1 (en) | Method for reducing dust from reducing gas | |
| JP2002080864A (en) | Slag discharge apparatus for entrained-bed coal gasification oven and slag discharge method using the same | |
| JPH10259387A (en) | Diagnosis method and operation method of coal gasifier | |
| JPH0581637B2 (en) | ||
| CN110475844A (en) | Gas modification furnace |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A625 | Written request for application examination (by other person) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A625 Effective date: 20200214 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20210225 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20210305 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20210405 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6865149 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |