含碳固体燃料气化发电设备及其含碳固体燃料的干燥用气体的调整方法技术

本发明专利技术提供一种设成能够扩大可使用的含碳固体燃料的种类的范围的含碳固体燃料气化发电设备及其含碳固体燃料的干燥用气体的调整方法。在高温抽气位置上，从炉内抽出高温排气。在高温抽气位置的下游侧且与高温抽气位置之间至少隔着热交换部的一部分的低温抽气位置上，从炉内抽出低温排气。而且，在燃气涡轮与脱硝装置之间且与高温抽气位置之间至少隔着热交换部的一部分的超高温抽气位置上，从炉内抽出超高温排气。在混合这些排气时，以使高温排气及低温排气中的至少一方的排气的气体温度达到规定温度的方式，调整供给至所述至少一方的排气的超高温排气的流量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】含碳固体燃料气化发电设备及其含碳固体燃料的干燥用气体的调整方法
本专利技术涉及一种从废热回收锅炉抽出排气并将该抽出的排气作为干燥用气体来干燥含碳固体燃料的含碳固体燃料气化发电设备及其含碳固体燃料的干燥用气体的调整方法。
技术介绍
以往，作为高效率的发电设备已知有煤炭气化复合发电设备(以下，称为“IGCC系统”。IGCC：IntegratedCoalGasificationCombinedCycle(整体煤气化联合循环发电系统))。在IGCC系统中，将气化煤炭而产生的生成气体作为燃料来运行燃气涡轮以进行发电，同时，利用使用燃气涡轮的余热而产生的蒸汽来驱动蒸汽涡轮以进行发电。具体而言，通过粉煤机干燥、粉碎煤炭而制造粉煤，并将该粉煤供给至气化炉而进行气化。然后，将通过气化而产生的生成气体作为燃料来运行燃气涡轮，并通过该燃气涡轮驱动与燃气涡轮连结的发电机以进行发电。此外，将从燃气涡轮排出的排气导入于废热回收锅炉而产生蒸汽，并通过该蒸汽驱动蒸汽涡轮进而驱动与蒸汽涡轮连结的发电机以进行发电。在IGCC系统中，取出燃气涡轮的排气的一部分而向粉煤机供给，并将该排气用作煤炭干燥用气体(以下，称为“干燥用气体”)，由此有效利用循环内的热量而提高发电效率。作为将这种燃气涡轮的排气用作干燥用气体的技术，例如有专利文献1中公开的技术。以下，对专利文献1中公开的技术进行说明，在其说明中，作为参考，标注括号来表示专利文献1中使用的符号。专利文献1(参考第2页第4栏第5～13行及图1等)中，公开有“从排气锅炉(29)的上游侧及下游侧分别取出燃烧排气的一部分并进行混合，将该混合的燃烧排气作为粉煤干燥用热源而向粉煤机(12)供给的技术”。以往技术文献专利文献专利文献1：日本特公平1-41815号公报
技术实现思路
专利技术要解决的技术课题在以往常规的IGCC系统中，在废热回收锅炉内配置有脱硝装置(炉内脱硝装置)，且分别抽出废热回收锅炉内的脱硝装置的出口的排气及废热回收锅炉的出口的排气的一部分，并混合这些已抽出的排气而作为煤炭的干燥用气体向粉煤机供给，将从粉煤机排出的干燥用气体向大气排出。根据这种结构，通过混合脱硝装置出口的较高温的排气和废热回收锅炉出口的较低温的排气，将干燥用气体调整为所希望的温度，并且脱硝装置出口的排气和废热回收锅炉出口的排气一同被脱硝装置处理，而将向大气排放的干燥用气体的NOx浓度设为限制值以下。但是，脱硝装置的脱硝效率在工作温度为规定温度(例如350℃左右)时达到最高(以下，将该规定温度称为“最大效率温度”)，废热回收锅炉以脱硝装置的工作温度达到最大效率温度(或最大效率温度附近)的方式运用。因此，在上述技术中，对于脱硝装置的出口及排气锅炉的出口的各排气的温度进而它们混合而成的干燥用气体的温度，按照脱硝装置的最大效率温度设置上限。若煤炭(粉煤)的干燥不充分，则在输送煤炭的配管内出现结露/凝集等存在恶化煤炭的输送特性的可能性，并且，在气化炉中，所输入的热量用于水分的蒸发而导致降低气化效率。煤炭包含水分越多，为了充分进行干燥而需要更多的热量，但在以往常规的IGCC系统中，如上所述，对于干燥用气体的温度，存在与脱硝装置的最大效率温度相应的上限，因此高水分煤中存在变得干燥不充分的可能性。因此，存在导致可使用的煤炭种类被限制的问题。这种问题，不限于煤炭气化复合发电设备，是在与气化多含水分的含碳固体燃料(例如生物质)以进行发电的含碳固体燃料气化发电设备中共同存在的问题。本专利技术是鉴于如上述那样的问题而完成的，其目的在于提供一种设成能够扩大能够用作燃料的含碳固体燃料的种类的范围的含碳固体燃料气化发电设备及其含碳固体燃料的干燥用气体的调整方法。用于解决技术课题的手段(1)为了实现上述目的，本专利技术的含碳固体燃料气化发电设备的特征在于，具备：粉碎装置，粉碎含碳固体燃料而作为粉碎燃料；气化炉，气化所述粉碎燃料而产生生成气体；燃气涡轮，通过使所述生成气体燃烧的燃烧气体驱动；发电机，与所述燃气涡轮连结并通过所述燃气涡轮驱动；废热回收锅炉，导入从所述燃气涡轮排出的排气，且在炉内从排气上游侧依次设置有由1个以上的热交换器构成的上游侧热交换部、炉内脱硝装置及由1个以上的热交换器构成的下游侧热交换部，通过在所述上游侧热交换部及所述下游侧热交换部中从所述排气进行热回收而产生蒸汽；高温排气线路，在比所述炉内脱硝装置更靠排气下游侧位置设定的高温抽气位置上，从所述炉内抽出高温排气并作为所述含碳固体燃料的干燥用气体而供给至所述粉碎装置；低温排气线路，在比所述高温抽气位置更靠所述排气下游侧位置设定，且在以与所述高温抽气位置之间隔着所述下游侧热交换部的至少一部分的方式位置设定的低温抽气位置上，从所述炉内抽出低温排气而能够供给至所述高温排气线路或所述粉碎装置：超高温排气线路，在所述燃气涡轮的排气出口与所述炉内脱硝装置之间，在比所述高温抽气位置更靠排气上游侧位置设定，且在以与所述高温抽气位置之间隔着所述上游侧热交换部中的至少一部分的方式位置设定的超高温抽气位置上，从所述炉内抽出超高温排气而能够供给至所述高温排气线路及所述低温排气线路中的至少一方的排气线路；及温度调整机构，夹装于所述超高温排气线路，且以所述至少一方的排气线路的气体温度达到规定温度的方式调整供给至所述至少一方的排气线路的所述超高温排气的流量。(2)优选具备：干燥用气体排出线路，从所述粉碎装置排出所述含碳固体燃料的干燥中所使用的所述干燥用气体；氮氧化物浓度检测机构，检测所述干燥用气体排出线路中的所述干燥用气体的氮氧化物浓度；及还原剂供给量调整机构，根据所述氮氧化物浓度检测机构的检测信号，调整供给至所述炉内脱硝装置的还原剂的供给量。(3)优选具备：干燥用气体排出线路，从所述粉碎装置排出所述含碳固体燃料的干燥中所使用的所述干燥用气体，在比所述炉内脱硝装置更靠所述排气上游侧，以连通状态将所述干燥用气体排出线路与所述炉内连接。(4)优选在所述干燥用气体排出线路上具备温度检测机构，当通过所述温度检测机构检测出的所述干燥用气体的温度低于根据所述炉内脱硝装置的最大效率温度而设定的基准温度时，减小控制向所述废热回收锅炉的给水量的给水阀及控制来自所述废热回收锅炉的蒸汽量的蒸汽阀中的至少一方的开度。(5)优选在所述超高温排气线路上具备炉外脱硝装置。(6)为了实现上述目的，本专利技术的含碳固体燃料的干燥用气体的调整方法在含碳固体燃料气化发电设备中用于干燥所述含碳固体燃料，所述含碳固体燃料气化发电设备具备：气化炉，气化含碳固体燃料而产生生成气体；燃气涡轮，通过使所述生成气体燃烧的燃烧用气体驱动；发电机，与所述燃气涡轮连结并通过所述燃气涡轮驱动；及废热回收锅炉，通过从由所述燃气涡轮排出的排气进行热回收而产生蒸汽，所述干燥用气体的调整方法的特征在于，所述废热回收锅炉在炉内在所述排气的流通方向上从上游侧依次设置有由1个以上的热交换器构成的上游侧热交换部、炉内脱硝装置及由1个以上的热交换器构成的下游侧热交换部，所述干燥用气体的调整方法具备：高温排气抽出步骤，在所述流通方向上比所述炉内脱硝装置更靠下游侧位置设定的高温抽气位置上，从所述炉内抽出高温排气；低温排气抽出步骤，在所述流通方向上比所述炉内脱硝装置及所述高温抽气位置更靠下游侧位置设定，且在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含碳固体燃料气化发电设备，其特征在于，具备：粉碎装置，粉碎含碳固体燃料而作为粉碎燃料；气化炉，气化所述粉碎燃料而产生生成气体；燃气涡轮，通过使所述生成气体燃烧的燃烧气体驱动；发电机，与所述燃气涡轮连结并通过所述燃气涡轮驱动；废热回收锅炉，导入从所述燃气涡轮排出的排气，且在炉内从排气上游侧依次设置有由1个以上的热交换器构成的上游侧热交换部、炉内脱硝装置及由1个以上的热交换器构成的下游侧热交换部，通过在所述上游侧热交换部及所述下游侧热交换部中从所述排气进行热回收而产生蒸汽；高温排气线路，在比所述炉内脱硝装置更靠排气下游侧位置设定的高温抽气位置上，从所述炉内抽出高温排气并作为所述含碳固体燃料的干燥用气体而供给至所述粉碎装置；低温排气线路，在比所述高温抽气位置更靠所述排气下游侧位置设定，且在以与所述高温抽气位置之间隔着所述下游侧热交换部中的至少一部分的方式位置设定的低温抽气位置上，从所述炉内抽出低温排气而能够供给至所述高温排气线路或直接供给至所述粉碎装置；超高温排气线路，在所述燃气涡轮的排气出口与所述炉内脱硝装置之间，在比所述高温抽气位置更靠排气上游侧位置设定，且在以与所述高温抽气位置之间隔着所述上游侧热交换部中的至少一部分的方式位置设定的超高温抽气位置上，从所述炉内抽出超高温排气而能够供给至所述高温排气线路及所述低温排气线路中的至少一方的排气线路；及温度调整机构，夹装于所述超高温排气线路，且以所述至少一方的排气线路的气体温度达到规定温度的方式调整供给至所述至少一方的排气线路的所述超高温排气的流量。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.05.20 JP 2016-1017461.一种含碳固体燃料气化发电设备，其特征在于，具备：粉碎装置，粉碎含碳固体燃料而作为粉碎燃料；气化炉，气化所述粉碎燃料而产生生成气体；燃气涡轮，通过使所述生成气体燃烧的燃烧气体驱动；发电机，与所述燃气涡轮连结并通过所述燃气涡轮驱动；废热回收锅炉，导入从所述燃气涡轮排出的排气，且在炉内从排气上游侧依次设置有由1个以上的热交换器构成的上游侧热交换部、炉内脱硝装置及由1个以上的热交换器构成的下游侧热交换部，通过在所述上游侧热交换部及所述下游侧热交换部中从所述排气进行热回收而产生蒸汽；高温排气线路，在比所述炉内脱硝装置更靠排气下游侧位置设定的高温抽气位置上，从所述炉内抽出高温排气并作为所述含碳固体燃料的干燥用气体而供给至所述粉碎装置；低温排气线路，在比所述高温抽气位置更靠所述排气下游侧位置设定，且在以与所述高温抽气位置之间隔着所述下游侧热交换部中的至少一部分的方式位置设定的低温抽气位置上，从所述炉内抽出低温排气而能够供给至所述高温排气线路或直接供给至所述粉碎装置；超高温排气线路，在所述燃气涡轮的排气出口与所述炉内脱硝装置之间，在比所述高温抽气位置更靠排气上游侧位置设定，且在以与所述高温抽气位置之间隔着所述上游侧热交换部中的至少一部分的方式位置设定的超高温抽气位置上，从所述炉内抽出超高温排气而能够供给至所述高温排气线路及所述低温排气线路中的至少一方的排气线路；及温度调整机构，夹装于所述超高温排气线路，且以所述至少一方的排气线路的气体温度达到规定温度的方式调整供给至所述至少一方的排气线路的所述超高温排气的流量。2.根据权利要求1所述的含碳固体燃料气化发电设备，其特征在于，具备：干燥用气体排出线路，从所述粉碎装置排出所述含碳固体燃料的干燥中所使用的所述干燥用气体；氮氧化物浓度检测机构，检测所述干燥用气体排出线路中的所述干燥用气体的氮氧化物浓度；及还原剂供给量调整机构，根据所述氮氧化物浓度检测机构的检测信号，调整供给至所述炉内脱硝装置的还原剂的供给量。3.根据权利要求1所述的含碳固体燃料气化发电设备，其特征在于，具备：干燥用气体排出线路，从所述粉碎装置排出所述含碳固体燃料的干燥中所使用的所述干燥用气体，在比所述炉内脱硝装置更靠所述排气上游侧，以连通状态将所述干燥用气体排出线路与所述炉内连接。4.根据权利要求3所述的含碳固体燃料气化发电设备，其特征在于，在所述干燥用气体排出线路上具备温度检测机构，当通过所述温度检测机构检测出的所述干燥用气体的温度低于根据所述炉内脱硝装置的最大效率温度而设定的基准温度时，减小控制向所述废热回收锅炉的给水量的给水阀及控制来自所述废热回收锅炉的蒸汽...

【专利技术属性】
技术研发人员：坂本康一，石井弘实，藤井贵，吉田章悟，
申请(专利权)人：三菱日立电力系统株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP