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JPH04337387A - メルトダウンまたは石炭ガス化装置に用いる石炭の乾燥法 - Google Patents

メルトダウンまたは石炭ガス化装置に用いる石炭の乾燥法

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JPH04337387A
JPH04337387A JP4019817A JP1981792A JPH04337387A JP H04337387 A JPH04337387 A JP H04337387A JP 4019817 A JP4019817 A JP 4019817A JP 1981792 A JP1981792 A JP 1981792A JP H04337387 A JPH04337387 A JP H04337387A
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JP
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coal
gas
excess energy
nitrogen
process according
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JP4019817A
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Rolf Hauk
ロルフ・ホーク
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Primetals Technologies Austria GmbH
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Voest Alpine Industrienlagenbau GmbH
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、メルトダウンまたは石
炭ガス化装置に供給される天然水分を含む石炭を乾燥さ
せるために、ガスタービン発電所に連結して得られる過
剰のエネルギーにより乾燥を行う方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】効率改良のために、メルトダウンまたは
石炭ガス化装置におけるガス化に用いられる石炭は平均
水分（約１５％）から乾燥されなければならない。乾燥
させない場合は石炭輸送の妨げとなり、水分の吸熱作用
の結果として生成ガス組成物が劣化する（ドイツ特許第
１　　０１７　　３１４号および３　　５３７　　７５
８明細書）。ガス化すべき石炭を乾燥させない場合、生
成ガス中の可燃成分の割合はガス化装置に吹き込まれる
酸素の量を増加させることによって初めて増大しうる。
【０００３】オーストリア特許第３８０　　６９７号明
細書には、取り出されたトップガスを用いる石炭の予熱
が提案される。これは、メルトダウンガス化装置の操作
に際して付加的影響を考慮に入れなければならないので
、この種のプラントの建設経費を増大させる。さらに、
トップガスのエネルギーの一部を石炭の乾燥に用いるの
で、プラント効率が低下する。
【０００４】ドイツ特許第２　　９２０　　９２２号明
細書には石炭のガス化のための方法および装置が提示さ
れ、それに課された課題は信頼性をもって、かつ高い効
率で、特により良い溶融スラグ熱効率において、一方で
は環境に対してほとんど害を与えることなく石炭をガス
化することである。
【０００５】溶融スラグの顕熱が利用され、蒸気が生成
される。この蒸気は一部はガス化媒質として供給され、
石炭の乾燥および機械的エネルギーの産生にそれぞれ部
分流が利用される。しかし環境に対して有害な廃水が生
成しないことを保証するためには、用いる水の浄化に必
要な経費が増大し、さらに水を追加しなければならない
。
【０００６】メルトダウンガス化装置において可燃ガス
を製造する方法もドイツ特許第４００４　　９３８号明
細書から知られている。可燃ガスはガスタービン蒸気発
電所において電気エネルギーおよび蒸気の形の熱を発生
させるために用いられる。プラント全体を経済的に、環
境に対して親和性をもって、かつ信頼性をもって操作す
るためには、酸素、純窒素、および窒素含量の高いガス
部分を生成する付加的な空気分離装置、脱硫反応器、な
らびに各種の熱交換器、圧縮機、ならびに付加的な制御
および調節ユニットが採用される。この場合も石炭は生
成したガスを燃焼させることによって、または他の燃料
を燃料させることによって初めて乾燥しうる。これは効
率にとっては不利である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】従って本発明の課題は
、特にガスおよび蒸気タービン発電所において電気エネ
ルギーおよび熱エネルギーを産生する可燃ガスを得るた
めにメルトダウンまたは石炭ガス化装置においてガス化
される石炭を乾燥させることであり、その際、従来は用
いられていないエネルギーをそのプロセスに利用し、か
つ環境に対して付加的な害を与えないことである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明によればこの課題
は、メルトダウンまたは石炭ガス化装置に供給される天
然水分を含む石炭を乾燥させるために、ガスおよび蒸気
タービン発電所に連結して得られる過剰のエネルギーに
より乾燥を行う方法において、過剰のエネルギーが流体
を用いて少なくとも１個の乾燥機により、エネルギー産
生を保証または改良する少なくとも１個の補助ユニット
からの放熱によって取り出されることを特徴とする方法
により解決される。ガス化すべき石炭は乾燥機中で窒素
含有ガスにより、過剰のエネルギーを利用して乾燥され
る。補助ユニットからの流体との熱交換により得られる
過剰のエネルギーは、電気エネルギーおよび熱エネルギ
ーの産生を保証し、エネルギーバランスを改善する。
【０００９】流体を加熱するための過剰のエネルギーは
、圧縮により加熱された空気分離プラントの空気から得
られ、これはガス化装置の操作に必要な酸素および窒素
を供給する。他の可能性は、脱硫反応器からの流体との
熱交換に際して取り出される高温ガス、ガス化装置もし
くはメルトダウンガス化装置から取り出される高温ガス
、または還元高炉のトップガスの熱の利用である。ガス
タービンから排出される煙道ガスの熱、および発電所冷
却回路の水の熱も利用しうる。
【００１０】湯および蒸気のほか、空気も熱エネルギー
を乾燥機へ運搬する流体として利用しうる。
【００１１】湯を利用する場合、その蒸発温度に達する
ことなく、液相で得られる程度にそれを圧縮することが
好ましい。これによって、そのラインまたはパイプシス
テムにおいてより高いエネルギー密度、より低い摩耗お
よび圧力損失が保証される。
【００１２】有利には石炭は窒素により乾燥される。従
って、より高い乾燥温度が得られ、乾燥プロセスが短縮
される。残留酸素含量の低い窒素の場合、石炭の反応は
ほとんど完全に排除される。ガス化装置の操作に必要な
空気分離プラントののち、窒素は適切な品質および量で
得られる。窒素の量が多いので、さらにエネルギー産生
の可能性が与えられる。加熱後に、石炭の乾燥に用いな
かった部分流を取り分け、代わりに膨張タービン中で大
気圧に膨張させる。
【００１３】本発明を以下において実施例および添付の
図面に関連してより詳細に説明する。
【００１４】図１の模式図は、蒸気産生および高温の煙
道ガスにより利用しうる状態にされたガスおよび蒸気タ
ービン発電所の過剰のエネルギーを石炭の乾燥に利用す
る様式を明らかにするものである。
【００１５】約５２０℃の温度でガスタービン１から排
出される高温の煙道ガスはまず熱交換器２を貫流し、こ
こでガスタービン用の蒸気が産生される。次いで煙道ガ
スは熱交換器３を貫流し、ここで熱が流体（この場合は
湯）に与えられ、これを約２５０℃に加熱する。湯はラ
イン４を通って熱交換器５へ送られ、熱交換器５を貫流
する空気にその熱を与える。
【００１６】水分１０％の石炭８０ｔ／時を乾燥させて
水分５％に低下させるためには、出発温度約２０℃の空
気９０，０００ｍ３／時を必要とする。乾燥機６内で２
００℃の乾燥用空気温度を保証するためには、湯は入口
８において約２２０℃で熱交換器に進入する。乾燥中に
空気温度は約７０℃に低下し、空気は煙道７を通って乾
燥機から排出される。
【００１７】湯はライン９を通って熱交換器５から流出
し、熱交換器３へ戻る。蒸発を防ぐために、ポンプ１０
が湯の圧力を４０バール以上に高める。この高い圧力に
よって、湯が蒸発しないことが保証され、従ってより高
いエネルギー密度が得られ、その結果より細いラインま
たはパイプ断面が可能となり、これらおよび熱交換器に
おける摩耗が減少する。
【００１８】図２は、ガスタービン１２および空気分離
プラント１３の両方に圧縮空気を供給する結合した圧縮
機１１の過剰のエネルギーを乾燥のために利用する様式
を模式的に示す。この場合、乾燥媒質は酸素の割合が約
１％の窒素により構成され、窒素は空気分離プラント１
３からライン１４および１５を通って取り出される。
【００１９】水分１０％の石炭８０ｔ／時を乾燥させて
水分５％に低下させ、図示されていないメルトダウンガ
ス化装置において銑鉄８０ｔ／時を製造するためには、
空気２２０，０００ｍ３／時を空気分離プラント１３に
おいて、酸素４６，０００ｍ３／時（２１％）、高純度
窒素７，０００ｍ３／時（３％）、および残留酸素含量
１％および他の不純物を含む窒素１６７，０００ｍ３／
時（７６％）に分離しなければならない。
【００２０】酸素および高純度窒素はライン１６および
１７によりプロセスに供給される。残留窒素は部分流に
分けられる。ライン１４を通って出発温度約１５℃で８
０，０００ｍ３／時が熱交換器２５へ導通され、そこか
らライン１７を通って、図示されていない乾燥機へ約２
５０℃の温度で排出される。乾燥機は好ましくは振動ま
たはドラム乾燥機である。
【００２１】圧縮機１１の過剰のエネルギーにより加熱
された空気は４００℃の温度でライン１８を通って熱交
換器２５へ導通され、石炭を乾燥させるための窒素を加
熱する。熱交換器２５における加熱には高温の空気約５
４，０００ｍ３／時が必要であり、これがここから約５
０℃の温度でライン１９を通って排出され、さらに冷却
されたのち空気分離プラント１３へ導入される。窒素の
酸素含量が低く、これに対応して不活性作用が高いため
、より高い温度を石炭の乾燥に用いることができ、これ
によって乾燥機容量が高められ、または同一容量につき
乾燥機をより小型化することができるのは明らかである
。
【００２２】第２の部分流約８７，０００ｍ３／時（窒
素５２％）はライン１５を通って熱交換器２０へ導通さ
れ、その出発温度１５℃から約３８０℃の温度に達し、
約３バールの圧力でライン２１を通って膨張タービン２
２へ供給され、さらにエネルギー変換のために機械的エ
ネルギーを放出する。熱交換器２０も、圧縮機１１の過
剰のエネルギーによって加熱されて約４００℃の温度を
もつ、ライン２４を通って導入される空気により加熱さ
れる。この空気は約２１０℃の温度でライン２３を通っ
て熱交換器２０から排出され、さらに冷却されたのち空
気分離プラント１３へ導通される。
【００２３】図２には燃焼室２６も示される。これはガ
スタービン１２の上流に接続され、これに圧縮機１１か
らの空気が供給される。
【００２４】図３は、ガスおよび蒸気タービン発電所か
ら煙道ガスを放出させ、過剰のエネルギーを石炭の乾燥
に利用しうることを示したものである。２機の発電機２
７、２８により電気エネルギーを供給し、ガスタービン
２９および蒸気タービン３０により駆動される通常のガ
スおよび蒸気タービン発電所は、廃熱蒸気発生器３１か
ら煙道ガスを放出させ、ガスタービン２９の煙道ガスエ
ネルギーを蒸気タービン３０の蒸気発生に利用する。約
２３０℃の煙道ガスはライン３２を通って廃熱蒸気発生
器３１から排出され、次いで直接に、または図示されて
いない熱交換器中で他の流体と熱交換することにより、
石炭の乾燥に利用しうる。
【００２５】過剰のエネルギーを放出させる他の変法を
同一の発電所につき図４に示す。この場合、ライン３３
は温度約２３５℃および圧力３０バールの蒸気を、およ
び／またはライン３４は温度約１６０℃および圧力６バ
ールの蒸気を図示されていない熱交換器へ供給し、そこ
で石炭の乾燥に適した流体（たとえば空気、窒素）を加
熱する。
【図面の簡単な説明】
【図１】ガスおよび蒸気タービン発電所の廃熱システム
の過剰のエネルギーをガス化すべき石炭の乾燥に利用す
る様式を示す。
【図２】数種の補助ユニットの過剰のエネルギーを利用
する様式を示し、この場合は窒素が流体として用いられ
る。
【図３】ガスおよび蒸気タービン発電所からの煙道ガス
放出を示す。
【図４】ガスおよび蒸気タービン発電所からの２段階蒸
気放出を示す。
【符号の説明】
１　　ガスタービン ２，３，５，２０，２５　　熱交換器 ６　　乾燥機 ７　　煙道 ８　　入口 １０　　ポンプ １１　　圧縮機 １２，２９　　ガスタービン １３　　空気分離プラント ２２　　膨張タービン ２６　　燃焼室 ２７，２８　　発電機 ３０　　蒸気タービン ３１　　廃熱蒸気発生器

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】　　メルトダウンまたは石炭ガス化装置に
    供給される天然水分を含む石炭を乾燥させるために、ガ
    スおよび蒸気タービン発電所に連結して得られる過剰の
    エネルギーにより乾燥を行う方法において、過剰のエネ
    ルギーが流体を用いて少なくとも１個の乾燥機により、
    エネルギー産生を保証または改良する少なくとも１個の
    補助ユニットからの放熱によって取り出されることを特
    徴とする方法。
  2. 【請求項２】　　過剰のエネルギーを空気分離プラント
    から得ることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】　　過剰のエネルギーを脱硫反応器から得
    ることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
  4. 【請求項４】　　過剰のエネルギーを石炭もしくはメル
    トダウンガス化装置において生成するガスから、または
    還元炉のトップガスから得ることを特徴とする、請求項
    １に記載の方法。
  5. 【請求項５】　　過剰のエネルギーをガスタービンを運
    転するために用いられる圧縮機から得ることを特徴とす
    る、請求項１に記載の方法。
  6. 【請求項６】　　過剰のエネルギーを冷却機のガスター
    ビンに供給される可燃ガスから得ることを特徴とする、
    請求項１に記載の方法。
  7. 【請求項７】　　過剰のエネルギーをガスおよび蒸気タ
    ービン発電所の冷却回路から得ることを特徴とする、請
    求項１に記載の方法。
  8. 【請求項８】　　過剰のエネルギーをガスタービンの高
    温煙道ガスから得ることを特徴とする、請求項１に記載
    の方法。
  9. 【請求項９】　　流体として蒸発圧力以上に圧縮された
    湯を用いることを特徴とする、請求項１−８のいずれか
    に記載の方法。
  10. 【請求項１０】　　流体として空気を用いることを特徴
    とする、請求項１−８のいずれかに記載の方法。
  11. 【請求項１１】　　流体として窒素含有ガスを用いるこ
    とを特徴とする、請求項１−８のいずれかに記載の方法
    。
  12. 【請求項１２】　　流体として空気分離プラントからの
    窒素を用いることを特徴とする、請求項１−８および１
    １のいずれかに記載の方法。
  13. 【請求項１３】　　石炭を振動乾燥機で乾燥させること
    を特徴とする、請求項１−１２のいずれかに記載の方法
    。
  14. 【請求項１４】　　石炭をドラム乾燥機で乾燥させるこ
    とを特徴とする、請求項１−１２のいずれかに記載の方
    法。
  15. 【請求項１５】　　空気分離プラントから得た窒素の４
    ０−５５％を熱交換器中で２００−３５０℃の温度に加
    熱し、この加熱後に窒素により石炭を乾燥させることを
    特徴とする請求項１、１１及び１２−１４のいずれかに
    記載の方法。
  16. 【請求項１６】　　空気分離プラントから得た窒素の４
    ５−６０％を２５０−４００℃に加熱し、次いで膨張タ
    ービン中で膨張させることを特徴とする、請求項１、１
    １及び１２−１４のいずれかに記載の方法。
  17. 【請求項１７】　　空気分離プラントからの窒素を熱交
    換器中で、過剰のエネルギーにより４００℃に加熱され
    た１００対６０−８０の比率の空気を用いて２００−３
    ５０℃の温度に加熱することを特徴とする、請求項１、
    １１及び１２−１５のいずれかに記載の方法。
JP4019817A 1991-02-05 1992-02-05 メルトダウンまたは石炭ガス化装置に用いる石炭の乾燥法 Expired - Lifetime JPH0686596B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4103362A DE4103362C1 (ja) 1991-02-05 1991-02-05
DE4103362:0 1991-02-05

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH04337387A true JPH04337387A (ja) 1992-11-25
JPH0686596B2 JPH0686596B2 (ja) 1994-11-02

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ID=6424377

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4019817A Expired - Lifetime JPH0686596B2 (ja) 1991-02-05 1992-02-05 メルトダウンまたは石炭ガス化装置に用いる石炭の乾燥法

Country Status (8)

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US (1) US5327717A (ja)
EP (1) EP0498289B1 (ja)
JP (1) JPH0686596B2 (ja)
KR (1) KR950009003B1 (ja)
AT (1) ATE126261T1 (ja)
CA (1) CA2060077C (ja)
DE (2) DE4103362C1 (ja)
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