JP2000297656A - 火力発電プラント - Google Patents

火力発電プラント

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JP2000297656A
JP2000297656A JP11108075A JP10807599A JP2000297656A JP 2000297656 A JP2000297656 A JP 2000297656A JP 11108075 A JP11108075 A JP 11108075A JP 10807599 A JP10807599 A JP 10807599A JP 2000297656 A JP2000297656 A JP 2000297656A
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    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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Abstract

(57)【要約】 【課題】ガスタービンプラントに供給する炭化水素燃料
を改質させ、改質させた燃料に含まれている二酸化炭素
を吸収回収する火力発電プラントを提供する。 【解決手段】本発明に係る火力発電プラントは、炭化水
素燃料に水を加えて加熱させ、水素と二酸化炭素の混合
ガスに改質させる改質器８と、この改質器８で改質させ
た改質燃料のうち、二酸化炭素を吸収放出させる手段２
７ａ，２７ｂ，２８ａ，２８ｂと、残った水素に富んだ
燃料を使用するガスタービンプラント１とを備えたもの
である。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、火力発電プラント
に係り、特にガスタービンから排出される二酸化炭素を
含む排ガスから二酸化炭素を効果的に分離回収させる火
力発電プラントに関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、ガスタービンプラント単体また
はガスタービンプラントに排熱回収ボイラおよび蒸気タ
ービンプラントを組み合せたコンバインドサイクル発電
プラント等の火力発電プラントは、天然ガス、石油ガス
または石炭ガスなどの炭素成分を含む化石燃料を使用し
ている。これら化石燃料は、通常、一酸化炭素、炭素ま
たは他の水素炭化物から組成されている。
【０００３】したがって、空気の存在の下、燃料を燃焼
させた後の燃焼ガスは、窒素ガスおよび酸素ガスに加え
て二酸化炭素，酸化窒素，酸化硫黄などのガスを含んで
いる。このような二酸化炭素，酸化窒素，酸化硫黄など
のような有害なガスを大気中に排出することは、地球の
温暖化または環境汚染上、地球レベルでの社会問題にな
っている。
【０００４】ところで、酸化窒素，酸化硫黄などのガス
の処理方法は、技術の進展に伴って既に法律規制値以内
に収めることができるようになっているが、二酸化炭素
の処理方法は、その取扱い量が膨大であるため、未だ良
好な解決手段が見い出されていないのが現状である。
【０００５】最近、燃焼後に大気中に排出されるガスか
ら二酸化炭素を処理する手段として排ガス中から二酸化
炭素を選択的に吸収する溶剤が提案されている。この溶
剤は、吸収した二酸化炭素を加熱すると、容易に二酸化
炭素を放出する性質を利用したものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上述したような溶剤を
利用して二酸化炭素を処理する手段は、以下のような課
題がある。すなわち、第１に二酸化炭素は、溶剤に接触
させることにより吸収されるものの、接触時間を無限に
とることができないため、発電プラントの稼動中、常に
排ガスと溶剤とを接触させておくことが困難である。こ
のため、二酸化炭素の成分は排ガス中に回収されないま
ま残り、大気中に放出される可能性がある。
【０００７】第２に、発電プラントにおいては、膨大量
の二酸化炭素が発生するため、二酸化炭素を回収するの
に要する溶剤も膨大な量となり、その溶剤を加熱するた
めに多大な熱エネルギーが必要となる。
【０００８】したがって、従来の方法において、二酸化
炭素回収システムそれ自体が非常にコスト高となり、そ
れを駆動するためのコストも莫大となる。
【０００９】一方、別の観点から観た場合、太陽エネル
ギーなどの再生可能なエネルギーを利用して水素を生成
し、その水素を燃料に使用する手段や、閉ループにおい
て二酸化炭素に水蒸気を加え、その混合気を循環させる
間に水蒸気を凝縮させて二酸化炭素を分離する手段など
が提案されているものの、構造が複雑化し、未だ実験室
レベルの段階であり、実用化への途は遠い。
【００１０】本発明は、上記事情を考慮してなされたも
ので、所定の温度になると二酸化炭素を吸収し、所定の
高温度になると二酸化炭素を放出する性質を持ったガス
吸収放出材を巧みに利用して二酸化炭素を効果的に分離
回収させる火力発電プラントを提供することを目的とす
る。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明に係る火力発電プ
ラントは、上記目的を達成するために、請求項１の発明
は、炭化水素燃料に水を加えて加熱させ、水素と二酸化
炭素の混合ガスに改質させる改質器と、この改質器で改
質させた改質燃料のうち、二酸化炭素を吸収放出させる
手段と、残った水素に富んだ燃料を使用するガスタービ
ンプラントとを備えたものである。
【００１２】本発明に係る火力発電プラントは、上記目
的を達成するために、請求項２の発明は、二酸化炭素を
吸収放出させる手段は、予め定められた温度になると二
酸化炭素を吸収し、予め定められた高温度になると吸収
していた二酸化炭素を放出する性質を持ったガス吸収放
出材を充填したガス吸収放出装置であることを特徴とす
るものである。
【００１３】本発明に係る火力発電プラントは、上記目
的を達成するために、請求項３の発明は、ガス吸収放出
材は、リチウム化合物であることを特徴とするものであ
る。
【００１４】本発明に係る火力発電プラントは、上記目
的を達成するために、請求項４の発明は、改質器は、そ
の入口側に炭化水素燃料を供給する燃料供給部と、水を
供給する水供給部と、上記燃料供給部からの燃料および
上記水供給部からの水を流量制御する手段とを備えたも
のである。
【００１５】本発明に係る火力発電プラントは、上記目
的を達成するために、請求項５の発明は、水供給部は、
ガスタービンプラントから排出される排出ガスに含まれ
るドレンを凝縮浄化する水浄化部を備えたものである。
【００１６】本発明に係る火力発電プラントは、上記目
的を達成するために、請求項６の発明は、改質器は、そ
の出口側を主燃料系と副燃料系とに区分けし、主燃料系
および副燃料系ともにガスタービンプラントに至る間
に、改質燃料の流れに沿って順に二酸化炭素を吸収放出
するガス吸収放出装置と、放出ガス処理回収部と、起動
用燃料供給部とを備えたものである。
【００１７】本発明に係る火力発電プラントは、上記目
的を達成するために、請求項７の発明は、改質器をガス
タービンプラントの排気ダクト内に設置するとともに、
上記改質器を上記ガスタービンプラントから排出する排
ガスで加熱させたものである。
【００１８】本発明に係る火力発電プラントは、上記目
的を達成するために、請求項８の発明は、主燃料系およ
び副燃料系のそれぞれに設けたガス吸収放出装置をガス
タービンプラントの排気ダクト内に設置する一方、上記
ガス吸収放出装置を上記ガスタービンプラントから排出
する排ガスで加熱させて改質燃料に含まれている二酸化
炭素を吸収させるとともに、上記ガス吸収放出装置で吸
収させた二酸化炭素を放出させる際、上記ガスタービン
プラントのガスタービンの中間段落から抽気した抽気ガ
スで上記ガス吸収放出装置を加熱させるものである。
【００１９】本発明に係る火力発電プラントは、上記目
的を達成するために、請求項９の発明は、主燃料系およ
び副燃料系のそれぞれに設けたガス吸収放出装置のう
ち、主燃料系に設けたガス吸収放出装置で改質燃料に含
まれている二酸化炭素を吸収させるとともに、副燃料系
に設けたガス吸収放出装置で吸収した二酸化炭素を放出
させるものである。
【００２０】本発明に係る火力発電プラントは、上記目
的を達成するために、請求項１０の発明は、改質燃料に
含まれている二酸化炭素の吸収および放出を、主燃料系
に設けたガス吸収放出装置と副燃料系に設けたガス吸収
放出装置とで交互に行わせるものである。
【００２１】本発明に係る火力発電プラントは、上記目
的を達成するために、請求項１１の発明は、主燃料系お
よび副燃料系のそれぞれに、改質燃料の流量および改質
燃料から分離させた二酸化炭素の流量を制御する制御手
段を備えたものである。
【００２２】本発明に係る火力発電プラントは、上記目
的を達成するために、請求項１２の発明は、ガスタービ
ンプラントに排熱回収ボイラおよび蒸気タービンプラン
トを組み合せた火力発電プラントにおいて、上記排熱回
収ボイラに、炭化水素燃料に水を加えて加熱させ、水素
と二酸化炭素の混合ガスに改質させる改質器と、この改
質器で改質させた改質燃料のうち、二酸化炭素を吸収放
出させる手段と、残った水素に富んだ燃料を上記ガスタ
ービンプラントに供給する手段と、上記改質燃料から分
離した二酸化炭素を処理回収させる手段とを組み込んだ
ものである。
【００２３】本発明に係る火力発電プラントは、上記目
的を達成するために、請求項１３の発明は、改質器を排
熱回収ボイラの蒸発器と節炭器との中間位置に設置した
ものである。
【００２４】本発明に係る火力発電プラントは、上記目
的を達成するために、請求項１４の発明は、二酸化炭素
を吸収放出させる手段は、リチウム化合物を主成分とす
るガス吸収放出材を充填したガス吸収放出装置であり、
このガス吸収放出装置を排熱回収ボイラの過熱器と蒸発
器との中間位置に設置したものである。
【００２５】本発明に係る火力発電プラントは、上記目
的を達成するために、請求項１５の発明は、ガスタービ
ンプラントに排熱回収ボイラおよび蒸気タービンプラン
トを組み合せた火力発電プラントにおいて、上記排熱回
収ボイラに、炭化水素燃料に水を加えて加熱させ、水素
と二酸化炭素の混合ガスに改質させる改質器と、この改
質器で改質させた改質燃料のうち、二酸化炭素を吸収放
出させる手段と、残った水素に富んだ燃料を上記ガスタ
ービンプラントに供給する手段と、上記改質燃料から分
離した二酸化炭素を処理回収させる手段と、上記排熱回
収ボイラから排出された排ガスに含まれれるドレンを凝
縮浄化して上記蒸気タービンプラントの給水ポンプに回
収させる手段とを組み込んだものである。
【００２６】本発明に係る火力発電プラントは、上記目
的を達成するために、請求項１６の発明は、二酸化炭素
を処理回収させる手段は、二酸化炭素の流れに沿って順
に、ガス圧縮機、冷却器、ガス回収タンクで構成したも
のである。
【００２７】本発明に係る火力発電プラントは、上記目
的を達成するために、請求項１７の発明は、排ガスから
ドレンを分離させて凝縮浄化させる手段は、水分離装置
と水浄化装置とを組み合せたものである。
【００２８】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る火力発電プラ
ントの実施形態を図面および図面に付した符号を引用し
て説明する。
【００２９】図１は、本発明に係る火力発電プラントの
第１実施形態を示す概略系統図である。
【００３０】本実施形態に係る火力発電プラントは、ガ
スタービンプラント１と燃料部６とを備えて構成され
る。
【００３１】ガスタービンプラント１は、空気圧縮機
２、ガスタービン燃焼器３、ガスタービン４、発電機等
の被駆動機５を備え、空気圧縮機２で吸い込んだ空気
（大気）ＡＲを圧縮して高圧化し、その高圧空気を燃料
部６から供給された水素に富んだ燃料Ｆとともにガスタ
ービン燃焼器３に供給し、ここで生成した燃焼ガスをガ
スタービン４で膨張仕事をさせて動力を発生させ、被駆
動機５を駆動させている。
【００３２】また、燃料部６は、炭化水素燃料を水素と
二酸化炭素の混合ガスに改質させ、改質させた混合ガス
のうち、二酸化炭素を吸収し、水素に富んだ燃料Ｆをガ
スタービンプラント１のガスタービン燃焼器３に供給す
る燃料改質供給部６ａと、吸収した二酸化炭素を放出さ
せて回収する放出ガス処理回収部６ｂと、ガスタービン
プラント１の起動運転時、燃料を投入する起動用燃料供
給部６ｃとを備えている。
【００３３】燃料改質供給部６ａは、ガスタービンプラ
ント１の排気ダクト７に収容した改質器８に燃料として
の炭化水素燃料を供給する燃料供給部９と炭化水素燃料
を改質させるに必要な水を供給する水供給部１４とを備
えている。
【００３４】燃料供給部９は、炭化水素燃料の流れに沿
って順に、燃料タンク１０、燃料ポンプ１１、燃料流量
調整弁１２、燃料流量検出器１３を備えている。
【００３５】また、水供給部１４は、水の流れに沿って
順に、水タンク１５、水ポンプ１６、水流量調整弁１
７、水流量検出器１８を備えている。
【００３６】また、燃料供給部９および水供給部１４
は、演算器１９を備え、燃料流量検出器１３および水流
量検出器１８のそれぞれから検出した信号に基づいて演
算し、その演算信号に予め定められた設定信号を突き合
せ、偏差が出たとき、その偏差に基づいて弁開度信号を
演算して燃料流量調整弁１２および水流量調整弁１７の
それぞれに与え、燃料流量調整弁１２および粋流量調整
弁１７を開閉制御させるようになっている。
【００３７】なお、水供給部１４の水タンク１５には、
水浄化部２０が設けられている。この水浄化部２０は、
水分離装置２１、ポンプ２２、水浄化装置２３を備え、
排気ダクト７から案内されたドレンを水分離装置２１で
水とガスに分離させ、分離後の水をポンプ２２を介して
水浄化装置２３で浄化し、浄水として水タンク１５に供
給する一方、分離後のガスを煙突２４を介して大気に放
出している。
【００３８】また、燃料改質供給部６ａは、ガスタービ
ンプラント１の排気ダクト７に収容した改質器８の出口
側に、通常時等に実施する主燃料系２５ａと、不測の事
態が発生した時等に実施する副燃料系２５ｂとを設け、
燃料供給部９から供給された炭化水素燃料と水供給部１
４から供給された水とを基に、改質器８で水素と二酸化
炭素の混合ガスに改質させ、改質させた燃料のうち、水
素に富んだ改質燃料Ｆを主燃料系２５ａまたは副燃料系
２５ｂを介してガスタービンプラント１のガスタービン
燃焼器３に供給するようになっている。
【００３９】主燃料系２５ａおよび副燃料系２５ｂは、
ともに、燃料の流れに沿って順に、燃料入口弁２６ａ，
２６ｂ、ガス吸収放出材２７ａ，２７ｂを充填したがガ
ス吸収放出装置２８ａ，２８ｂ、ガス濃度検出器２９
ａ，２９ｂ、燃料出口弁３０ａ，３０ｂを備えている。
【００４０】ガス吸収放出材２７ａ，２７ｂは、例えば
リチウム化合物であり、約５００℃の温度に維持させる
と二酸化炭素と反応し炭酸化合物を生成して二酸化炭素
を吸収し、約７００℃の温度に加熱すると炭酸化合物が
分解し、二酸化炭素を放出する性質を持っている。この
ため、燃料改質供給部６ａは、ガスタービンプラント１
の排気ダクト７に収容したガス吸収放出装置２８ａ，２
８ｂを約５００℃に加温させてガス吸収放出材２７ａ，
２７ｂに二酸化炭素を吸収させる熱源としての排ガスを
ガスタービン４から排気ダクト７に案内する排ガス通路
３１と、ガス吸収放出装置２８ａ，２８ｂを約７００℃
に加温させてガス吸収放出材２７ａ，２７ｂで吸収させ
た二酸化炭素を放出させる熱源としての抽気ガスをガス
タービンの中間段落からガス吸収放出装置２８ａ，２８
ｂに案内する抽気ガス弁３３ａ，３３ｂを備えた抽気ガ
ス通路３２ａ，３２ｂを設けている。
【００４１】一方、放出ガス処理回収部６ｂは、燃料改
質供給部６ａの主燃料系２５ａおよび副燃料系２５ｂの
それぞれから分岐した放出ガス系３４に放出ガス弁３５
ａ，３５ｂ、ガス圧縮機３６、冷却器３７、ガス回収部
３８を備え、ガス吸収放出装置２８ａ，２８ｂから放出
された二酸化炭素をガス圧縮機３６で圧縮して高圧化
し、その高圧二酸化炭素を冷却器３７で冷却した後、ガ
ス回収タンク３８に回収させるようになっている。
【００４２】また、燃料改質供給部６ａおよび放出ガス
処理回収部６ｂは、共用の二酸化炭素用演算器３９を備
え、主燃料系２５ａおよび副燃料系２５ｂのそれぞれに
設けたガス濃度検出器２９ａ，２９ｂから検出した二酸
化炭素濃度信号を基に二酸化炭素用演算器３９で演算
し、その演算信号を予め定められた設定信号に突き合
せ、偏差が出たとき、偏差に基づいて演算した弁開閉信
号を主燃料系２５ａおよび副燃料系２５ｂの燃料入口弁
２６ａ，２６ｂ、燃料出口弁２８ａ，２８ｂ、放出ガス
系３４の放出ガス弁３５ａ，３５ｂ、抽気ガス通路３２
ａ，３２ｂの抽気ガス弁３３ａ，３３ｂのそれぞれに与
えて各弁２６ａ，２６ｂ，３０ａ，３０ｂ，３３ａ，３
３ｂ，３５ａ，３５ｂを開閉制御させるようになってい
る。なお、各弁２６ａ，２６ｂ，３０ａ，…のうち、白
抜きの弁２６ａ，３０ａ，３３ａ，３５ａは、開弁状態
を、また黒塗りの弁２６ｂ，３０ｂ，３３ｂ，３５ｂは
閉弁状態をそれぞれ示している。
【００４３】他方、起動用燃料供給部６ｃは、起動用弁
４０、逆止弁４１、起動用燃料タンク４２を備え、ガス
タービンプラント１の定格運転時、起動用弁４０を閉弁
させ、主燃料系２５ａまたは副燃料系２５ｂから供給さ
れた水素に富む一部の燃料を起動用燃料タンク４２に貯
えておき、ガスタービンプラント１の起動運転時、使用
するようになっている。
【００４４】次に作用を説明する。
【００４５】起動運転時、ガスタービンプラント１は、
ガスタービン燃焼器３に供給された空気圧縮機２からの
高圧空気と、起動用燃料供給部６ｃの起動用燃料タンク
４２に予め貯えていた水素に富む改質燃料Ｆとで燃焼ガ
スを生成し、その燃焼ガスをガスタービン４で膨張仕事
をさせ、被駆動機５を駆動する。この間、ガスタービン
プラント１は、膨張仕事を終えた燃焼ガスとしての排ガ
スを排ガス通路３１を介して排気ダクト７に供給し、こ
こでガス吸収放出装置２８ａ，２８ｂに充填するガス吸
収放出材２７ａ，２７ｂ、例えばリチウム化合物を約５
００℃の温度で加熱させる。
【００４６】一方、燃料改質供給部６ａは、演算器１９
で適正流量に制御させた燃料供給部９からの炭化水素燃
料と、演算器１９で適正流量に制御させた水供給部１４
および水浄化部２０からの水とを改質器８に供給し、こ
こで炭化水素燃料と水とを反応させて水素と二酸化炭素
の混合ガスに改質させる。
【００４７】改質させた混合ガスは、主燃料系２５ａの
燃料入口弁２６ａを介してガス吸収放出材２７ａを充填
したガス吸収放出装置２８ａに供給され、ここで混合ガ
スのうち、二酸化炭素をガス吸収放出材２７ａで吸収さ
せ、残りの水素に富んだ改質燃料Ｆを二酸化炭素用演算
器３９で制御させた燃料出口弁３０ａを介してガスター
ビン燃焼器３に供給される。この間、副燃料系２５ｂ
は、ガスタービン４の中間段落からの抽気ガスを抽気ガ
ス通路３２ａ、抽気ガス弁３３ａを介してガス吸収放出
装置２８ｂのガス吸収放出材２７ｂに供給し、ガス吸収
放出材２７ｂを約７００℃に加温させて二酸化炭素を放
出させ、その二酸化炭素を二酸化炭素用演算器３９で制
御させた放出ガス弁３５ａ、放出ガス系３４を介して放
出ガス処理回収部６ｂのガス回収タンク３８に回収させ
る。なお、燃料改質供給部６ａは、主燃料系２５ａのガ
ス吸収放出材２７ａで二酸化炭素を吸収させているが、
主燃料系２５ａに不測の事態が発生した場合、副燃料系
２５ｂに切り換えてもよく、また、二酸化炭素を適正量
に吸収放出させる場合、主燃料系２５ａと副燃料系２５
ｂとを交互に使い分けてもよい。
【００４８】このように、本実施形態は、ガスタービン
プラント１に設けた燃料部６を、燃料改質供給部６ａ、
放出ガス処理回収部６ｂ、起動用燃料供給部６ｃで構成
するとともに、燃料改質供給部６ａに組み込んだガス吸
収放出材２７ａ，２７ｂの性質を巧みに利用して炭化水
素燃料に含まれる二酸化炭素を効果的に吸収回収させた
ので、非常に少ないエネルギで二酸化炭素を確実に吸収
回収することができ、環境汚染の要因となる二酸化炭素
の排出量を極めて少なくさせたガスタービンプラントを
実現することができる。
【００４９】図２は、ガスタービンプラントに排熱回収
ボイラおよび蒸気タービンプラントを組み合せたコンバ
インドサイクル発電プラントを一例に採った火力発電プ
ラントの第２実施形態を示す概略系統図である。なお、
第１実施形態の構成部分と同一部分には同一符号を付
す。
【００５０】本実施形態に係る火力発電プラントは、ガ
スタービンプラント１、排熱回収ボイラ４３、蒸気ター
ビンプラント４４を備えて構成される。
【００５１】ガスタービンプラント１は、空気圧縮機２
から供給される高圧空気と、燃料改質供給部６ａから供
給される水素に富んだ改質燃料Ｆとを下にガスタービン
燃焼器３で燃焼ガスを生成し、その燃焼ガスをガスター
ビン４で膨張仕事をさせて動力を発生させている。
【００５２】排熱回収ボイラ４３は、長筒状のケーシン
グ４５に収容され、ガスタービンプラント１のガスター
ビン４から排気ダクト７を介して供給される熱源として
の排ガス（排熱）の流れに沿って順に過熱器４６、蒸気
ドラム４７を備えた蒸発器４８、節炭器４９、煙突２４
を備え、蒸気タービンプラント４４から供給された給水
を節炭器４９、蒸発器４８、過熱器４６で排ガスと順次
熱交換させ、蒸気を発生させるようにしている。
【００５３】蒸気タービンプラント４４は、蒸気タービ
ン５０、被駆動機５１、復水器５２、給水ポンプ５３を
備え、蒸気タービン５０で排熱回収ボイラ４３の過熱器
４６から供給された蒸気に膨張仕事をさせて被駆動機５
１を駆動し、膨張仕事を終えたタービン排気を復水器５
２で凝縮させ、その凝縮水を放出ガス処理回収部６ｂの
冷却器３７を介して排熱回収ボイラ４３の節炭器４９に
供給している。
【００５４】放出ガス処理回収部６ｂは、燃料改質供給
部６ａからの二酸化炭素を処理回収させる放出ガス系３
４を備えている。この放出ガス系３４は、放出ガス弁３
５ａ，３５ｂ、ガス圧縮機３６、冷却器３７、ガス回収
タンク３８を備え、燃料改質供給部６ａから放出される
二酸化炭素を圧縮凝縮させて回収している。
【００５５】一方、排熱回収ボイラ４３には、燃料改質
供給部６ａが組み込まれている。この燃料改質供給部６
ａは、第１実施形態と同様に、水タンク１５、水ポンプ
１６からなる水供給部１４と、燃料タンク１０、燃料ポ
ンプ１１からなる燃料供給部９と、出口側を主燃料系２
５ａと副燃料系２５ｂとに区分けした改質器８とを備え
ている。
【００５６】また、主燃料系２５ａおよび副燃料系２５
ｂは、ともに第１実施形態と同様に、燃料入口弁２６
ａ，２６ｂと、ガス吸収放出材２７ａ，２７ｂを充填し
たガス吸収放出装置２８ａ，２８ｂと、燃料出口弁３０
ａ，３０ｂとを備えている。
【００５７】また、燃料改質供給部６ａは、ガス吸収放
出装置２８ａ，２８ｂをガスタービンプラント１のガス
タービン４の中間段落に抽気ガス弁３３ａ，３３ｂを介
して接続する抽気ガス通路３２ａ，３２ｂを備え、ガス
タービン４の中間段落から抽気した抽気ガスを熱源とし
てガス吸収放出装置２８ａ，２８ｂを約７００℃に加温
させ、予め吸収させていた二酸化炭素を放出ガス処理回
収部６ｂの放出ガス系３４に供給させるようにしてい
る。
【００５８】また、燃料改質供給部６ａは、改質器８を
排熱回収ボイラ４３の節炭器４９と蒸発器４８との中間
位置に設置するとともに、ガス吸収放出装置２８ａ，２
８ｂを蒸発器４８と過熱器４６との中間位置に設置す
る。改質器８を節炭器４９と蒸発器４８との中間位置に
設置するのは、ここを通過するガスタービン４から排気
ダクト７を介して供給される排ガスの温度が約３００℃
であり、炭化水素燃料を水素と二酸化炭素の混合ガスに
改質させるに適した温度になっているからである。ま
た、ガス吸収放出装置２８ａ，２８ｂを蒸発器４８と加
熱器４６との中間位置に設置するのは、ここを通過する
ガスタービン４から排気ダクト７を介して供給される排
ガスの温度が約５００℃であり、二酸化炭素をガス吸収
放出装置２８ａ，２８ｂのガス吸収放出材２７ａ，２７
ｂに吸収させるに好ましい温度になっていることに基づ
く。
【００５９】このように、本実施形態は、燃料改質供給
部６ａの改質器８を排熱回収ボイラ４３の蒸発器４８と
節炭器４９との中間位置に設置して燃料を改質させるに
必要な温度を確保させるとともに、ガス吸収放出材２７
ａ，２７ｂを充填させたガス吸収放出装置２８ａ，２８
ｂを排熱回収ボイラ４３の過熱器４６と蒸発器４８との
中間位置に設置して改質燃料のうち、二酸化炭素をガス
吸収放出材２７ａ，２７ｂに吸収させるに必要な温度を
確保させる一方、二酸化炭素の持った熱を放出ガス処理
回収部６ｂで回収させたので、排熱回収ボイラ４３から
のエネルギの有効活用を図ってエネルギで二酸化炭素を
確実に吸収回収させることができ、ひいてはプラント熱
効率を向上させることができる。
【００６０】図３は、ガスタービンプラントに排熱回収
ボイラおよび蒸気タービンプラントを組み合せたコンバ
インドサイクル発電プラントを一例に採った火力発電プ
ラントの第３実施形態を示す概略系統図である。なお、
第１実施形態の構成部分と同一部分には同一符号を付
す。
【００６１】本実施形態に係る火力発電プラントは、排
熱回収ボイラ４３に組み込んだ燃料改質供給部６ａのう
ち、改質器８に排熱回収ボイラ４３の蒸気ドラム４７か
ら抽気した蒸気を供給する蒸気供給系５４を設け、炭化
水素燃料を水素と二酸化炭素の混合ガスに改質させる熱
源を確保したものである。
【００６２】また、本実施形態に係る火力発電プラント
は、排熱回収ボイラ４３の排ガスに含まれるドレンを凝
縮させて蒸気タービンプラント４４の給水ポンプ５３の
入口側に回収させる水分離装置２１と水浄化装置２３と
を備えた水浄化部２０を設けたものである。
【００６３】このように、本実施形態は、改質器８に蒸
気ドラム４７から抽気した蒸気を供給する蒸気供給系５
４を設けて燃料を改質させるに必要な温度を確保すると
ともに、排ガスに含まれているドレンを凝縮浄化して蒸
気タービンプラント４４に回収させる水浄化部２０を設
けたので、少ないエネルギを有効に活用して改質燃料に
含まれている二酸化炭素を確実に吸収回収することがで
き、ひいてはプラント熱効率を向上させることができ
る。
【００６４】
【発明の効果】以上の説明のとおり、本発明に係る火力
発電プラントは、予め定められた温度になると二酸化炭
素を吸収し、予め定められた温度になると吸収した二酸
化炭素を放出させる性質を持ったガス吸収放出材を巧み
に利用して改質させた燃料のうち、二酸化炭素を吸収回
収させたので、環境汚染の要因となる二酸化炭素の排出
量を低く抑えた運転をすることができる。
【００６５】また、本発明に係る火力発電プラントは、
二酸化炭素を回収放出させるガス吸収放出材の熱源とし
てガスタービンプラントからの排ガスを利用しているの
で、少ないエネルギでも二酸化炭素を確実に吸収回収す
ることができ、ひいてはプラント熱効率を向上させるこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る火力発電プラントの第１実施形態
を示す概略系統図。
【図２】本発明に係る火力発電プラントの第２実施形態
を示す概略系統図。
【図３】本発明に係る火力発電プラントの第３実施形態
を示す概略系統図。
【符号の説明】
１ ガスタービンプラント ２ 空気圧縮機 ３ ガスタービン燃焼器 ４ ガスタービン ５ 被駆動機 ６ 燃料部 ６ａ 燃料改質供給部 ６ｂ 放出ガス処理回収部 ６ｃ 起動用燃料供給部 ７ 排気ダクト ８ 改質器 ９ 燃料供給部 １０ 燃料タンク １１ 燃料ポンプ １２ 燃料流量調整弁 １３ 燃料流量検出器 １４ 水供給部 １５ 水タンク １６ 水ポンプ １７ 水流量調整弁 １８ 水流量検出器 １９ 演算器 ２０ 水浄化部 ２１ 水分離装置 ２２ ポンプ ２３ 水浄化装置 ２４ 煙突 ２５ａ 主燃料系 ２５ｂ 副燃料系 ２６ａ，２６ｂ 燃料入口弁 ２７ａ，２７ｂ ガス吸収放出材 ２８ａ，２８ｂ ガス吸収放出装置 ２９ａ，２９ｂ ガス濃度検出器 ３０ａ，３０ｂ 燃料出口弁 ３１ 排ガス通路 ３２ａ，３２ｂ 抽気ガス通路 ３３ａ，３３ｂ 抽気ガス弁 ３４ 放出ガス系 ３５ａ，３５ｂ 放出ガス弁 ３６ ガス圧縮機 ３７ 冷却器 ３８ ガス回収タンク ３９ 二酸化炭素用演算器 ４０ 起動用弁 ４１ 逆止弁 ４２ 起動用燃料タンク ４３ 排熱回収ボイラ ４４ 蒸気タービンプラント ４５ ケーシング ４６ 過熱器 ４７ 蒸気ドラム ４８ 蒸発器 ４９ 節炭器 ５０ 蒸気タービン ５１ 被駆動機 ５２ 復水器 ５３ 給水ポンプ ５４ 蒸気供給系

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 炭化水素燃料に水を加えて加熱させ、水
    素と二酸化炭素の混合ガスに改質させる改質器と、この
    改質器で改質させた改質燃料のうち、二酸化炭素を吸収
    放出させる手段と、残った水素に富んだ燃料を使用する
    ガスタービンプラントとを備えたことを特徴とする火力
    発電プラント。
  2. 【請求項２】 二酸化炭素を吸収放出させる手段は、予
    め定められた温度になると二酸化炭素を吸収し、予め定
    められた高温度になると吸収していた二酸化炭素を放出
    する性質を持ったガス吸収放出材を充填したガス吸収放
    出装置であることを特徴とする請求項１記載の火力発電
    プラント。
  3. 【請求項３】 ガス吸収放出材は、リチウム化合物であ
    ることを特徴とする請求項２記載の火力発電プラント。
  4. 【請求項４】 改質器は、その入口側に炭化水素燃料を
    供給する燃料供給部と、水を供給する水供給部と、上記
    燃料供給部からの燃料および上記水供給部からの水を流
    量制御する手段とを備えたことを特徴とする請求項１記
    載の火力発電プラント。
  5. 【請求項５】 水供給部は、ガスタービンプラントから
    排出される排出ガスに含まれるドレンを凝縮浄化する水
    浄化部を備えたことを特徴とする請求項４記載の火力発
    電プラント。
  6. 【請求項６】 改質器は、その出口側を主燃料系と副燃
    料系とに区分けし、主燃料系および副燃料系ともにガス
    タービンプラントに至る間に、改質燃料の流れに沿って
    順に二酸化炭素を吸収放出するガス吸収放出装置と、放
    出ガス処理回収部と、起動用燃料供給部とを備えたこと
    を特徴とする請求項１記載の火力発電プラント。
  7. 【請求項７】 改質器をガスタービンプラントの排気ダ
    クト内に設置するとともに、上記改質器を上記ガスター
    ビンプラントから排出する排ガスで加熱させたことを特
    徴とする請求項１記載の火力発電プラント。
  8. 【請求項８】 主燃料系および副燃料系のそれぞれに設
    けたガス吸収放出装置をガスタービンプラントの排気ダ
    クト内に設置する一方、上記ガス吸収放出装置を上記ガ
    スタービンプラントから排出する排ガスで加熱させて改
    質燃料に含まれている二酸化炭素を吸収させるととも
    に、上記ガス吸収放出装置で吸収させた二酸化炭素を放
    出させる際、上記ガスタービンプラントのガスタービン
    の中間段落から抽気した抽気ガスで上記ガス吸収放出装
    置を加熱させることを特徴とする請求項６記載の火力発
    電プラント。
  9. 【請求項９】 主燃料系および副燃料系のそれぞれに設
    けたガス吸収放出装置のうち、主燃料系に設けたガス吸
    収放出装置で改質燃料に含まれている二酸化炭素を吸収
    させるとともに、副燃料系に設けたガス吸収放出装置で
    吸収した二酸化炭素を放出させることを特徴とする請求
    項８記載の火力発電プラント。
  10. 【請求項１０】 改質燃料に含まれている二酸化炭素の
    吸収および放出を、主燃料系に設けたガス吸収放出装置
    と副燃料系に設けたガス吸収放出装置とで交互に行わせ
    ることを特徴とする請求項８記載の火力発電プラント。
  11. 【請求項１１】 主燃料系および副燃料系のそれぞれ
    に、改質燃料の流量および改質燃料から分離させた二酸
    化炭素の流量を制御する制御手段を備えたことを特徴と
    する請求項６記載の火力発電プラント。
  12. 【請求項１２】 ガスタービンプラントに排熱回収ボイ
    ラおよび蒸気タービンプラントを組み合せた火力発電プ
    ラントにおいて、上記排熱回収ボイラに、炭化水素燃料
    に水を加えて加熱させ、水素と二酸化炭素の混合ガスに
    改質させる改質器と、この改質器で改質させた改質燃料
    のうち、二酸化炭素を吸収放出させる手段と、残った水
    素に富んだ燃料を上記ガスタービンプラントに供給する
    手段と、上記改質燃料から分離した二酸化炭素を処理回
    収させる手段とを組み込んだことを特徴とする火力発電
    プラント。
  13. 【請求項１３】 改質器を排熱回収ボイラの蒸発器と節
    炭器との中間位置に設置したことを特徴とする請求項１
    ２記載の火力発電プラント。
  14. 【請求項１４】 二酸化炭素を吸収放出させる手段は、
    リチウム化合物を主成分とするガス吸収放出材を充填し
    たガス吸収放出装置であり、このガス吸収放出装置を排
    熱回収ボイラの過熱器と蒸発器との中間位置に設置した
    ことを特徴とする請求項１２記載の火力発電プラント。
  15. 【請求項１５】 ガスタービンプラントに排熱回収ボイ
    ラおよび蒸気タービンプラントを組み合せた火力発電プ
    ラントにおいて、上記排熱回収ボイラに、炭化水素燃料
    に水を加えて加熱させ、水素と二酸化炭素の混合ガスに
    改質させる改質器と、この改質器で改質させた改質燃料
    のうち、二酸化炭素を吸収放出させる手段と、残った水
    素に富んだ燃料を上記ガスタービンプラントに供給する
    手段と、上記改質燃料から分離した二酸化炭素を処理回
    収させる手段と、上記排熱回収ボイラから排出された排
    ガスに含まれれるドレンを凝縮浄化して上記蒸気タービ
    ンプラントの給水ポンプに回収させる手段とを組み込ん
    だことを特徴とする火力発電プラント。
  16. 【請求項１６】 二酸化炭素を処理回収させる手段は、
    二酸化炭素の流れに沿って順に、ガス圧縮機、冷却器、
    ガス回収タンクで構成したことを特徴とする請求項１２
    または１５記載の火力発電プラント。
  17. 【請求項１７】 排ガスからドレンを分離させて凝縮浄
    化させる手段は、水分離装置と水浄化装置とを組み合せ
    たことを特徴とする請求項１５記載の火力発電プラン
    ト。
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