JP2000351745A - Apparatus for producing methanol - Google Patents
Apparatus for producing methanolInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、メタノ−ル製造装
置の改良に関する。詳しくは、太陽エネルギ−が豊富
で、天然ガス井が立地する地域で好適な太陽熱発電装置
を利用したメタノ−ル製造装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an improvement in an apparatus for producing methanol. More specifically, the present invention relates to a methanol production apparatus using a solar thermal power generation apparatus which is rich in solar energy and is suitable in an area where a natural gas well is located.
【０００２】[0002]
【従来の技術】メタノ−ルは常温・常圧で安定している
ので取り扱いやすく、また例えば自動車のハイオク燃料
として、あるいは電気自動車や発電プラントのクリ−ン
な燃料として、その利用価値が高いことが知られてい
る。また、このメタノ−ルは、二酸化炭素と水素とを合
成して製造するのであるが、水を電気分解して水素を製
造する場合に、相当な電気エネルギが必要になる。この
電気エネルギを得るために、石炭や石油といった化石燃
料を使用した場合には、得たメタノ−ルのエネルギより
も、消費される化石燃料のエネルギの方が上回り、コス
トは勿論のことシステムとしての成立性が乏しいものと
なる。また、化石燃料を使用した場合には、大量の二酸
化炭素が排出されるので、地球環境上好ましくない。と
ころで、メタノ−ル製造の原料となる二酸化炭素に関し
ては、天然ガス井から汲み上げられる天然ガスに含まれ
ているものが知られている。天然ガス井から汲み上げら
れ分離精製された天然ガスは、製品化される一方、二酸
化炭素は大気放出されるか再度地下に圧送されている。
また、二酸化炭素を多く含む天然ガス井は採算性の点で
商用化が遅れているが、天然ガスの需要の増加に伴い、
これらも開発が進められるようになり、分離排出される
二酸化炭素の処理が、環境への負荷や処理コストの面で
新たな対策を要求されるようになってきている。このよ
うな理由で、現在では太陽エネルギを利用したメタノ−
ルの製造が提案されている。2. Description of the Related Art Methanol is stable at normal temperature and pressure and is easy to handle. For example, it has high utility as a high-octane fuel for automobiles or as a clean fuel for electric vehicles and power plants. It has been known. Also, this methanol is produced by synthesizing carbon dioxide and hydrogen, and when producing water by electrolyzing water, considerable electric energy is required. When fossil fuels such as coal and petroleum are used to obtain this electric energy, the energy of the fossil fuel consumed is higher than the energy of the obtained methanol. Is poorly established. In addition, when fossil fuel is used, a large amount of carbon dioxide is emitted, which is not preferable in the global environment. By the way, it is known that carbon dioxide as a raw material for producing methanol is contained in natural gas pumped from a natural gas well. Natural gas pumped from natural gas wells and separated and purified is commercialized, while carbon dioxide is released to the atmosphere or pumped underground again.
Commercialization of natural gas wells containing large amounts of carbon dioxide has been delayed in terms of profitability, but with the increase in demand for natural gas,
The development of these has also been advanced, and the treatment of the separated and discharged carbon dioxide has been required to take new measures in terms of environmental load and treatment cost. For these reasons, at present, methanol utilizing solar energy
The manufacture of rules has been proposed.
【０００３】このような太陽エネルギを利用したメタノ
−ルの製造方法として、特公平５−２１８９７号公報に
開示されたものがある。その概略を図３に示して説明す
ると、平板型コレクタ１の内部に金属水素化物を付着さ
せた無端ベルト状の集熱板３を設け、ロ−ラ２を太陽電
池パネルによる発電装置を駆動源とするモ−タで回転
し、集熱板３を太陽光４側とその裏側間を交互に走行さ
せるようにしている。そして、ロ−ラ２を駆動している
太陽電池パネルによる発電装置の電力により水を分解し
て得た水素ガス５と、大気中から採取した二酸化炭素６
をコレクタ１に導入し、裏側でリチウムアルミニウムメ
ラ−トを生成させ、太陽光４側でこれを水素と反応させ
て、メタノ−ルを得るようにしている。As a method for producing methanol using such solar energy, there is a method disclosed in Japanese Patent Publication No. 5-21897. Referring to FIG. 3, an endless belt-shaped heat collecting plate 3 on which metal hydride is adhered is provided inside a flat plate type collector 1, and a roller 2 is used as a driving source for a power generation device using a solar cell panel. And the heat collecting plate 3 is made to run alternately between the sunlight 4 side and the back side. Then, hydrogen gas 5 obtained by decomposing water by the power of the power generation device by the solar cell panel driving the roller 2 and carbon dioxide 6 collected from the atmosphere
Is introduced into the collector 1 to produce a lithium aluminum mate on the back side, and this is reacted with hydrogen on the sunlight 4 side to obtain methanol.
【０００４】次に、一般的な太陽熱による発電装置につ
いて、その概略を説明する。図２において、集光装置７
で集められた太陽光エネルギは集熱器８に集められ、こ
の集熱器８によって、ポンプ14で送られてきた熱媒体が
昇温される。この昇温された熱媒体は、ポンプ９により
高温側溶融塩蓄熱タンク10に導かれて蓄められる。そし
て、高温側溶融塩蓄熱タンク10に蓄められた熱媒体は、
蒸気発生器12に導かれて熱交換をし、降温した熱媒体は
低温側溶融塩蓄熱タンク13に一旦貯えられ、ポンプ14に
よって再び集熱器８へと送られる。一方において、蒸気
発生器12で授熱し、蒸気となった熱媒体は、ポンプ17に
より蒸気タ−ビン15に送られて発電し、蒸気タ−ビン15
で仕事を終えた熱媒体は、復水器16にて復水しポンプ17
にて循環するようにしている。[0004] Next, an outline of a general solar power generation device will be described. In FIG.
Is collected by the heat collector 8, and the heat medium sent by the pump 14 is heated by the heat collector 8. This heated heat medium is guided to and stored in the high-temperature-side molten salt heat storage tank 10 by the pump 9. Then, the heat medium stored in the high-temperature side molten salt heat storage tank 10 is:
The heat medium that has been guided by the steam generator 12 to perform heat exchange and has cooled down is temporarily stored in the low-temperature-side molten salt heat storage tank 13, and is sent to the heat collector 8 again by the pump 14. On the other hand, the heat medium which has been given heat by the steam generator 12 and turned into steam is sent to the steam turbine 15 by the pump 17 to generate power, and the steam turbine 15
The heat medium whose work has been completed in
It circulates in.
【０００５】[0005]
【発明が解決しょうとする課題】上記図２に示した一般
的な太陽熱を利用した発電装置において、そのエネルギ
源は、太陽熱のみに依存しているので、立地条件や気象
条件等により得られる太陽熱エネルギが一定しない。し
たがって、得られる電力も一定ではない。そこで、図３
に示した従来例においては、ロ−ラ２の動力源および水
の電気分解に使用している電気エネルギは、太陽熱を利
用した発電装置のみに依存しているので、メタノ−ルの
製造は立地条件や気象条件等の影響が大きくなり、需要
と供給のバランスからメタノ−ル製造システムとして実
用性に乏しく、改良すべき課題がある。In the general power generating apparatus using solar heat shown in FIG. 2, the energy source depends only on the solar heat. Energy is not constant. Therefore, the obtained power is not constant. Therefore, FIG.
In the conventional example shown in (1), since the electric energy used for the power source of the roller 2 and the electrolysis of water depends only on the power generation device using solar heat, the production of methanol is not The influence of conditions, weather conditions, etc. increases, and the balance between supply and demand makes the methanol production system less practical and has problems to be improved.
【０００６】また、図３に示した従来例においては、二
酸化炭素を大気中から採取しているので、二酸化炭素を
採取するための装置が必要になって、メタノ−ル製造シ
ステムのコストが大きくなり、製造されたメタノ−ルも
その分だけ高価なものになり、メタノ−ルの商品価値が
低いものになるという改良すべき課題がある。そして、
二酸化炭素は大気中から採取するので、二酸化炭素の純
度が低いことが想定される。その結果、メタノ−ル反応
装置で処理される単位時間当たりのガス量が多くなり、
処理ガス量に対して得られるメタノ−ル量の割合（効
率）が低く、かつ、メタノ−ル反応装置が大型になり、
その分コストが高くなり、メタノ−ルの商品価値が低下
するという改良すべき課題がある。更に、二酸化炭素は
常温・常圧であるので、反応速度が遅いことが想定され
る。その結果、メタノ−ルの単位時間当たりの製造が少
なくなり、生産性の点で改良すべき課題があると共に、
生産量を達成するためには、メタノ−ル反応装置が大型
になり、その分コストが高くなり、メタノ−ルの商品価
値が低下するという改良すべき課題がある。Further, in the conventional example shown in FIG. 3, since carbon dioxide is collected from the atmosphere, an apparatus for collecting carbon dioxide is required, and the cost of the methanol production system is large. Thus, the produced methanol is also expensive, and there is a problem to be solved such that the commercial value of methanol is low. And
Since carbon dioxide is collected from the atmosphere, it is assumed that the purity of carbon dioxide is low. As a result, the amount of gas per unit time processed in the methanol reactor increases,
The ratio (efficiency) of the amount of methanol obtained to the amount of processing gas is low, and the methanol reactor becomes large,
There is a problem to be improved in that the cost increases and the commercial value of methanol decreases. Furthermore, since carbon dioxide is at normal temperature and normal pressure, it is assumed that the reaction rate is low. As a result, the production of methanol per unit time is reduced, and there is a problem to be improved in terms of productivity.
In order to achieve the production amount, there is a problem to be improved that the methanol reactor becomes large, the cost increases accordingly, and the commercial value of methanol decreases.
【０００７】本発明は、太陽熱エネルギの立地条件や気
象条件等の影響を少なくして、安定したメタノ−ルの製
造を行なえるようにし、また天然ガス井ら汲み上げられ
分離精製された二酸化炭素を大気放出したり再度地下に
圧送することなく、発電用ガスタ−ビンの燃料として使
用することにより排出される二酸化炭素の環境への負荷
と処理コストを軽減し、かつ、純度の高い二酸化炭素と
高温・高圧の二酸化炭素にして、メタノ−ルの製造効率
を高め、安価なメタノ−ルを得るようにしたメタノ−ル
の製造装置を提供するものである。The present invention enables stable production of methanol by reducing the influence of the locational conditions of solar thermal energy, weather conditions, and the like, and enables the separation and purification of carbon dioxide pumped from natural gas wells. Use as fuel for power generation gas turbines without releasing it to the atmosphere or pumping it again underground to reduce the burden on the environment and disposal costs of carbon dioxide emitted, and to achieve high purity carbon dioxide and high temperature The object of the present invention is to provide an apparatus for producing methanol in which high-pressure carbon dioxide is used to increase the production efficiency of methanol and obtain inexpensive methanol.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の、請求項１の記載から把握される手段は、二酸化炭素
を含むガスを燃料とするガスタ−ビン発電機を設け、該
ガスタ−ビン発電機の排気と太陽熱発電装置の低温側と
の間で熱の授受を行なう熱交換器を設け、ガスタ−ビン
発電機の排気ガスおよびガスタ−ビン発電機と太陽熱発
電装置で得た電力を利用してメタノ−ルを製造すること
を特徴とする。According to a first aspect of the present invention, there is provided a gas turbine generator using a gas containing carbon dioxide as a fuel. A heat exchanger for transferring heat between the exhaust of the generator and the low-temperature side of the solar thermal power generator is provided, and the exhaust gas from the gas turbine generator and the electric power obtained by the gas turbine generator and the solar thermal power generator are used. To produce methanol.
【０００９】次に、請求項２の記載から把握される手段
は、ガスタ−ビン発電機の燃料として、天然ガス精製装
置からの燃料ガスと回収排気ガスとを使用することを特
徴とする。Next, a means to be understood from the description of claim 2 is characterized in that fuel gas from a natural gas refining unit and recovered exhaust gas are used as fuel for a gas turbine generator.
【００１０】次に、請求項３の記載から把握される手段
は、水の電解装置を設け、該電解装置で電解した酸素を
ガスタ−ビン発電機の助燃材として使用することを特徴
とする。[0010] The means to be grasped from the third aspect is characterized in that a water electrolyzer is provided, and oxygen electrolyzed by the electrolyzer is used as a combustion aid of a gas turbine generator.
【００１１】次に、請求項４の記載から把握される手段
は、ガスタ−ビン発電機の排気ガスを、ガスタ−ビン発
電機の燃料に混合することを特徴とする。Next, the means grasped from the fourth aspect is characterized in that the exhaust gas of the gas turbine generator is mixed with the fuel of the gas turbine generator.
【００１２】次に、各請求項の記載から把握される手段
によって、課題がどのように解決されるかについて説明
する。まず、請求項１の記載から把握される手段におい
て、二酸化炭素を含むガスを燃料とするガスタ−ビン発
電機を設け、このガスタ−ビン発電機の排気と太陽熱発
電装置の低温側との間で熱の授受を行なう熱交換器を設
けることにより、ガスタ−ビン発電機の排熱を有効に利
用して、太陽熱発電装置の出力を一定にすることができ
る。そして、ガスタ−ビン発電機の排気ガスを利用して
メタノ−ルを製造するので、純度が高く、かつ、高温・
高圧の二酸化炭素を使用することができる。更に、ガス
タ−ビン発電機と太陽熱発電装置で得た電力を利用して
メタノ−ルを製造するので、電気分解に必要な電力を常
に供給することができる。Next, how the problem is solved by means understood from the description of each claim will be described. First, in the means grasped from the claim 1, a gas turbine generator using a gas containing carbon dioxide as a fuel is provided, and a gas turbine generator is provided between the exhaust of the gas turbine generator and the low temperature side of the solar thermal power generator. By providing a heat exchanger for exchanging heat, the output of the solar thermal power generator can be kept constant by effectively using the exhaust heat of the gas turbine generator. And, since methanol is produced using the exhaust gas of the gas turbine generator, the purity is high and the temperature is high.
High pressure carbon dioxide can be used. Further, since methanol is produced using the electric power obtained by the gas turbine generator and the solar thermal power generator, the electric power required for the electrolysis can always be supplied.
【００１３】次に、請求項２の記載から把握される手段
において、ガスタ−ビン発電機の燃料として、天然ガス
精製装置からの燃料ガスと回収排気ガスを使用すること
により、二酸化炭素を製造するための特別な装置が必要
でなく、かつ、天然ガス精製装置から排出される二酸化
炭素の大気放出の量を少なくすることができる。[0013] Next, according to the means grasped from the second aspect, carbon dioxide is produced by using fuel gas from a natural gas refining unit and recovered exhaust gas as fuel for a gas turbine generator. No special device is required, and the amount of carbon dioxide discharged from the natural gas purification device to the atmosphere can be reduced.
【００１４】次に、請求項３の記載から把握される手段
において、水の電解装置を設け、電解装置で電解した酸
素をガスタ−ビン発電機の助燃材として使用することに
より、酸素の有効利用をすることができる。[0014] Next, in the means grasped from the third aspect, an effective use of oxygen is provided by providing an electrolyzing device for water and using oxygen electrolyzed by the electrolyzing device as an auxiliary material of a gas turbine generator. Can be.
【００１５】次に、請求項４の記載から把握される手段
において、ガスタ−ビン発電機の排気ガスを、ガスタ−
ビン発電機の燃料に混合することにより、二酸化炭素の
大気中への放出を少なくすると共に、メタノ−ルの製造
に必要な二酸化炭素の量を調整することができる。[0015] Next, in the means grasped from the fourth aspect, the exhaust gas of the gas turbine generator is supplied to the gas turbine.
By mixing with the fuel of the bin generator, the emission of carbon dioxide into the atmosphere can be reduced and the amount of carbon dioxide required for the production of methanol can be adjusted.
【００１６】[0016]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。先ず、請求項１の記載から把握される本発
明の実施の形態は、図１において、二酸化炭素を含むガ
ス、例えば天然ガス精製装置22からの排気ガスを燃料と
するガスタ−ビン発電機20を設け、このガスタ−ビン発
電機20の排気28と太陽熱発電装置の低温側33との間で熱
の授受を行なう熱交換器18を設ける。そして、ガスタ−
ビン発電機20の排気ガス26およびガスタ−ビン発電機20
と太陽熱発電装置の蒸気タ−ビン15で得た電力を例えば
電解装置23に利用して、水を水素と酸素に分解し、メタ
ノ−ルを製造する。Embodiments of the present invention will be described below. First, the embodiment of the present invention, which can be understood from the description of claim 1, shows a gas turbine generator 20 which uses a gas containing carbon dioxide, for example, an exhaust gas from a natural gas refining unit 22 as a fuel in FIG. A heat exchanger 18 for transferring heat between the exhaust 28 of the gas turbine generator 20 and the low-temperature side 33 of the solar thermal power generator is provided. And the gas star
Exhaust gas 26 from bin generator 20 and gas turbine generator 20
Using the electric power obtained from the steam turbine 15 of the solar thermal power generator and the electrolysis apparatus 23, for example, water is decomposed into hydrogen and oxygen to produce methanol.
【００１７】次に、請求項２の記載から把握される本発
明の実施の形態は、図１において、ガスタ−ビン発電機
20の燃料として、天然ガス精製装置22からの燃料ガス34
と回収排気ガス30を使用する。Next, an embodiment of the present invention, which can be understood from the description of claim 2, is a gas turbine generator shown in FIG.
As fuel for the fuel 20, the fuel gas 34 from the natural gas
And use the recovered exhaust gas 30.
【００１８】次に、請求項３の記載から把握される本発
明の実施の形態は、図１において、水の電解装置23を設
け、この電解装置23で電解した酸素27をガスタ−ビン発
電機20の助燃材として使用する。Next, according to an embodiment of the present invention as understood from the description of claim 3, a water electrolysis device 23 is provided in FIG. 1, and oxygen 27 electrolyzed by the electrolysis device 23 is supplied to a gas turbine generator. Used as a 20 burner.
【００１９】次に、請求項４の記載から把握される本発
明の実施の形態は、図１において、ガスタ−ビン発電機
20の排気ガス30を、ガスタ−ビン発電機の燃料に混合す
る。Next, an embodiment of the present invention, which can be understood from the description of claim 4, is a gas turbine generator shown in FIG.
The 20 exhaust gases 30 are mixed with the fuel of the gas turbine generator.
【００２０】[0020]
【実施例】以下、本発明の一実施例について説明する。
図１において、天然ガス21は天然ガス精製装置22に導か
れて精製される。そして、天然ガス精製装置22から出た
燃料ガス34は、圧縮機19にて圧縮されてガスタ−ビン発
電機20に供給される。ガスタ−ビン発電機20の排気ガス
28は熱交換器18で、太陽熱発電装置の低温側33との間で
熱交換をした後に、電解装置23の水素系25に供給される
と共に、天然ガス精製装置22の燃料ガス34に必要な量だ
け混合される。An embodiment of the present invention will be described below.
In FIG. 1, a natural gas 21 is guided to a natural gas refining device 22 and purified. The fuel gas 34 discharged from the natural gas refining device 22 is compressed by the compressor 19 and supplied to the gas turbine generator 20. Exhaust gas from gas turbine generator 20
Reference numeral 28 denotes a heat exchanger 18, which exchanges heat with the low-temperature side 33 of the solar thermal power generator, and is then supplied to the hydrogen system 25 of the electrolyzer 23 and required for the fuel gas 34 of the natural gas purifier 22. The amount is mixed.
【００２１】一方電解装置23では、ガスタ−ビン発電機
20および太陽熱発電装置の蒸気タ−ビン15で発電した電
力により、水を水素と酸素に分解し、水素系25と排気ガ
ス26と混合させて、メタノ−ル反応装置24に導いて反応
させ、メタノ−ル32として取り出すようにしている。そ
して、電解装置23で電解した酸素27は、ガスタ−ビン発
電機20の助燃材として、ガスタ−ビン発電機20に供給さ
れる。On the other hand, in the electrolytic device 23, a gas turbine generator
Water is decomposed into hydrogen and oxygen by the electric power generated by the steam turbine 15 of the solar thermal power generator 20 and hydrogen, mixed with the hydrogen system 25 and the exhaust gas 26, guided to the methanol reactor 24, and reacted. It is taken out as methanol 32. The oxygen 27 electrolyzed by the electrolysis device 23 is supplied to the gas turbine generator 20 as an auxiliary material of the gas turbine generator 20.
【００２２】太陽熱発電装置は図２に示したものとほぼ
おなじである。すなわち、集光装置７で集められた太陽
光エネルギは集熱器８に集められ、この集熱器８によっ
て、ポンプ14で送られてきた熱媒体が昇温される。この
昇温された熱媒体は、ポンプ９により高温側溶融塩蓄熱
タンク10に導かれて蓄められる。そして、高温側溶融塩
蓄熱タンク10に蓄められた熱媒体は、蒸気発生器12に導
かれて熱交換をし、降温した熱媒体は低温側溶融塩蓄熱
タンク13に一旦貯えられ、ポンプ14によって再び集熱器
８へと送られる。そして、熱媒体の一部が集熱器８をバ
イパスし熱交換器18を経由し、集熱器８の出口側で合流
する低温側33の熱媒体回路を設けている。一方におい
て、蒸気発生器12で授熱し、蒸気となった熱媒体は、ポ
ンプ17により蒸気タ−ビン15に送られて発電し、蒸気タ
−ビン15で仕事を終えた熱媒体は、復水器16にて復水し
ポンプ17にて循環するようにしている。The solar power generator is almost the same as that shown in FIG. That is, the solar energy collected by the light collector 7 is collected by the heat collector 8, and the heat medium sent by the pump 14 is heated by the heat collector 8. This heated heat medium is guided to and stored in the high-temperature-side molten salt heat storage tank 10 by the pump 9. Then, the heat medium stored in the high-temperature-side molten salt heat storage tank 10 is guided to the steam generator 12 to exchange heat, and the temperature-reduced heat medium is temporarily stored in the low-temperature-side molten salt heat storage tank 13, To the heat collector 8 again. A part of the heat medium bypasses the heat collector 8, passes through the heat exchanger 18, and has a heat medium circuit on the low temperature side 33 where the heat medium merges at the outlet side of the heat collector 8. On the other hand, the heat medium that has received heat in the steam generator 12 and has become steam is sent to the steam turbine 15 by the pump 17 to generate electricity, and the heat medium that has completed work in the steam turbine 15 is condensed. The water is condensed by the vessel 16 and circulated by the pump 17.
【００２３】次に、以上のように構成した本実施例の作
用について説明する。天然ガス精製装置22からの燃料ガ
ス34中にはメタンガス（CH4)と二酸化炭素（CO2)が含ま
れており、この燃料ガス34をガスタ−ビンで燃焼させる
と、メタンガス（CH4)だけが燃焼し、純度の高い二酸化
炭素(CO2）が排気ガス28として排気される。そして、こ
の排気ガス28は圧縮機19で昇圧されており、かつ、ガス
タ−ビン発電機20内でのメタンガス（CH4)の燃焼によ
り、相当な高温になっている。Next, the operation of the embodiment constructed as described above will be described. The fuel gas 34 from the natural gas refining unit 22 contains methane gas (CH 4 ) and carbon dioxide (CO 2 ). When this fuel gas 34 is burned in a gas turbine, only methane gas (CH 4 ) Is burned, and high-purity carbon dioxide (CO 2 ) is exhausted as exhaust gas 28. The exhaust gas 28 is pressurized by the compressor 19 and has a considerably high temperature due to the combustion of methane gas (CH 4 ) in the gas turbine generator 20.
【００２４】このように、排気ガス28は高温・高圧であ
るので、熱伝達係数が大きくなって、熱交換器18での熱
交換効率がよくなり、太陽熱発電装置の低温側33との間
の熱交換を効率よく行なうことができる。そして、低温
側33内を流れる熱媒体の流量を制御して、高温側溶融塩
蓄熱タンク10内の蓄熱量が一定になるようにすることに
より、蒸気発生器12で発生させる蒸気の温度と圧力を一
定にし、立地条件や気象条件に関係なく、蒸気タ−ビン
15での発電量を一定にすることができる。また、低温側
33内を流れる熱媒体の流量制御により、高温側溶融塩蓄
熱タンク10内の蓄熱量を制御し、太陽熱発電装置で通常
得られる電力よりも大きな電力を得るようにし、ガスタ
−ビン発電機20の排熱を更に有効利用することもでき
る。As described above, since the exhaust gas 28 is at a high temperature and a high pressure, the heat transfer coefficient is increased, the heat exchange efficiency in the heat exchanger 18 is improved, and the temperature between the exhaust gas 28 and the low temperature side 33 of the solar thermal power generator is reduced. Heat exchange can be performed efficiently. The temperature and pressure of the steam generated by the steam generator 12 are controlled by controlling the flow rate of the heat medium flowing in the low-temperature side 33 so that the amount of heat stored in the high-temperature side molten salt heat storage tank 10 becomes constant. Steam turbine regardless of location or weather conditions
The amount of power generation at 15 can be kept constant. Also, low temperature side
By controlling the flow rate of the heat medium flowing through the inside 33, the amount of heat stored in the high-temperature-side molten salt heat storage tank 10 is controlled so as to obtain power larger than the power normally obtained by the solar thermal power generator, and the gas turbine generator 20 Waste heat can be used more effectively.
【００２５】また、排気ガス28は高温・高圧であり、か
つ、純度が高いCO2ガスであるので、水素系25に排気ガ
ス26を混合して、メタノ−ル反応装置24に供給される混
合ガスの体積が小さくなり、かつ、メタノ−ル反応装置
24内での反応速度が速くなって、メタノ−ル反応装置24
を小型化すると共に、メタノ−ルの生産性を向上するこ
とができる。Since the exhaust gas 28 is a high-temperature, high-pressure and high-purity CO2 gas, the mixed gas supplied to the methanol reactor 24 by mixing the exhaust gas 26 with the hydrogen system 25 Volume is reduced, and a methanol reactor
The reaction speed in the reactor 24 increases, and the methanol reactor 24
Can be reduced in size, and the productivity of methanol can be improved.
【００２６】そして、熱交換器18を設けることにより、
太陽熱発電装置での発電を、立地条件や気象条件等に影
響されることなく、所望の発電量を得ることができ、か
つ、ガスタ−ビン発電機20で得た電力の合計した充分な
電力で、水を電解しメタノ−ルを製造するので、電気分
解に必要な電力を常に供給することができる。By providing the heat exchanger 18,
The power generated by the solar thermal power generator can be obtained with a desired power generation amount without being affected by location conditions, weather conditions, and the like, and with sufficient power obtained by summing the power obtained by the gas turbine generator 20. Since water is electrolyzed to produce methanol, electric power required for electrolysis can always be supplied.
【００２７】また、ガスタ−ビン発電機20の燃料とし
て、天然ガス精製装置22の燃料ガス34を使用した場合に
は、二酸化炭素を製造するための特別な装置が必要でな
く、かつ、天然ガス精製装置22から排出される排気ガス
を有効利用して省エネルギ化をすることができると共
に、二酸化炭素の大気放出の量を少なくすることができ
る。そして、水の電解装置23を設け、電解装置23で電解
した酸素を、酸素系27を通してガスタ−ビン発電機20の
助燃材として使用することにより、酸素を有効利用し、
省エネルギ化をすることができる。When the fuel gas 34 of the natural gas refining device 22 is used as the fuel for the gas turbine generator 20, no special device for producing carbon dioxide is required, and Energy can be saved by effectively using the exhaust gas discharged from the refining device 22, and the amount of carbon dioxide emitted to the atmosphere can be reduced. A water electrolysis device 23 is provided, and the oxygen electrolyzed by the electrolysis device 23 is used as a combustion aid for the gas turbine generator 20 through an oxygen system 27, thereby effectively utilizing oxygen.
Energy can be saved.
【００２８】また、ガスタ−ビン発電機20の回収排気ガ
ス30を、ガスタ−ビン発電機20の燃料に混合することに
より、メタノ−ル反応装置24内で水素と反応するのに必
要な、化学的理論に基づく二酸化炭素の量を制御し、水
素と二酸化炭素の過不足をなくして、電解装置23および
メタノ−ル反応装置24の効率をよくすると共に、純度の
高いメタノ−ルにすることができる。更に、排気ガス29
の量を少なくして、二酸化炭素の大気中への放出を少な
くすることができる。Also, by mixing the recovered exhaust gas 30 of the gas turbine generator 20 with the fuel of the gas turbine generator 20, the chemical exhaust gas required to react with hydrogen in the methanol reactor 24 is formed. Control of the amount of carbon dioxide based on the theoretical theory, eliminating the excess and deficiency of hydrogen and carbon dioxide, improving the efficiency of the electrolysis device 23 and the methanol reaction device 24, and obtaining highly pure methanol. it can. Furthermore, exhaust gas 29
, The emission of carbon dioxide into the atmosphere can be reduced.
【００２９】[0029]
【発明の効果】請求項１の記載に基づいて、発明詳細な
説明から把握される本発明によれば、二酸化炭素を含む
ガスを燃料とするガスタ−ビン発電機を設け、このガス
タ−ビン発電機の排気と太陽熱発電装置の低温側との間
で熱の授受を行なう熱交換器を設け、ガスタ−ビン発電
機の排熱を有効に利用して、太陽熱発電装置の出力を一
定にするようにしたので、太陽熱エネルギの立地条件や
気象条件等の影響を少なくして、安定したメタノ−ルの
製造を行なことができる。According to the present invention, which can be understood from the detailed description of the invention based on the description of claim 1, a gas turbine generator using a gas containing carbon dioxide as a fuel is provided. A heat exchanger is provided to transfer heat between the exhaust of the heat generator and the low-temperature side of the solar thermal power generator, so that the exhaust heat of the gas turbine generator is effectively used to keep the output of the solar thermal power generator constant. Therefore, it is possible to reduce the influence of the location conditions of solar thermal energy, weather conditions, and the like, and to perform stable production of methanol.
【００３０】そして、ガスタ−ビン発電機の排気ガスを
利用して、純度が高く、かつ、高温・高圧の二酸化炭素
を使用することができるので、メタノ−ルの製造効率を
高め、安価なメタノ−ルを得ることができる。更に、ガ
スタ−ビン発電機と太陽熱発電装置で得た電力を利用
し、電気分解に必要な電力を常に供給することができる
ので、需要と供給に対応できる工業的に実用性の高い装
置にすることができる。Since high-purity, high-temperature, high-pressure carbon dioxide can be used by utilizing the exhaust gas of the gas turbine generator, the production efficiency of methanol can be increased, and inexpensive methanol can be used. -Can be obtained. Furthermore, since the electric power required for electrolysis can always be supplied by using the electric power obtained by the gas turbine generator and the solar thermal power generator, it is an industrially practical device capable of meeting demand and supply. be able to.
【００３１】次に、請求項２の記載に基づいて発明の詳
細な説明から把握される本発明によれば、ガスタ−ビン
発電機の燃料として、天然ガス精製装置の燃料ガスを使
用し、二酸化炭素を製造するための特別な装置が必要で
はないので、安価なメタノ−ルを得ることができる。ま
た、天然ガス精製装置から排出される二酸化炭素の大気
放出の量を少なくすることができるので、環境汚染を軽
減することができる。Next, according to the present invention, which is understood from the detailed description of the invention based on the claim 2, the fuel gas of the natural gas refining unit is used as the fuel of the gas turbine generator, Since special equipment for producing carbon is not required, inexpensive methanol can be obtained. In addition, the amount of carbon dioxide discharged from the natural gas refining device to the atmosphere can be reduced, so that environmental pollution can be reduced.
【００３２】次に、請求項３の記載に基づいて発明の詳
細な説明から把握される本発明によれば、水の電解装置
を設け、電解装置で電解した酸素をガスタ−ビン発電機
の助燃材として使用し、酸素の有効利用をするようにし
たので、その分だけエネルギのコストを下げることがで
き、安価なメタノ−ルを得ることができる。Next, according to the present invention, which is understood from the detailed description of the invention based on the description of the third aspect, a water electrolysis apparatus is provided, and oxygen electrolyzed by the electrolysis apparatus is used to assist the combustion of the gas turbine generator. Since it is used as a material and oxygen is effectively used, the cost of energy can be reduced by that much, and inexpensive methanol can be obtained.
【００３３】次に、請求項４の記載に基づいて発明の詳
細な説明から把握される本発明によれば、ガスタ−ビン
発電機の回収排気ガスを、ガスタ−ビン発電機の燃料に
混合し、二酸化炭素の大気中への放出を少なくして、環
境汚染を軽減すると共に、メタノ−ルの製造に必要な二
酸化炭素の量を調整することができるので、メタノ−ル
の製造効率を向上し、安価なメタノ−ルにすることがで
きる。Next, according to the present invention, which is understood from the detailed description of the invention based on claim 4, the recovered exhaust gas of the gas turbine generator is mixed with the fuel of the gas turbine generator. It is possible to reduce the emission of carbon dioxide into the atmosphere, reduce environmental pollution, and adjust the amount of carbon dioxide required for the production of methanol, thereby improving the production efficiency of methanol. Inexpensive methanol can be obtained.
【図１】本発明の一実施例であるメタノ−ル製造装置の
フロ−図である。FIG. 1 is a flowchart of a methanol production apparatus according to one embodiment of the present invention.
【図２】一般的な太陽発電装置のフロ−図である。FIG. 2 is a flowchart of a general solar power generation device.
【図３】従来のメタノ−ル製造装置の概略図である。FIG. 3 is a schematic view of a conventional methanol production apparatus.
１ コレクタ ２ ロ−ラ ３ 集熱板 ４ 太陽光 ５ 水素ガス ６ 二酸化炭素 ７ 集光装置 ８ 集熱器 ９ ポンプ 10 高温側溶融塩蓄熱タンク 11 ポンプ 12 蒸気発生器 13 低温側溶融塩蓄熱タンク 14 ポンプ 15 蒸気タ−ビン 16 復水器 17 ポンプ 18 熱交換器 19 圧縮機 20 ガスタ−ビン発電機 21 天然ガス 22 天然ガス精製装置 23 電解装置 24 メタノ−ル反応装置 25 水素系 26 排気ガス 27 酸素系 28 排気ガス 29 排気ガス 30 回収排気ガス 31 水 32 メタノ−ル 33 低温側 34 燃料ガス DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Collector 2 Roller 3 Heat collecting plate 4 Sunlight 5 Hydrogen gas 6 Carbon dioxide 7 Condensing device 8 Heat collector 9 Pump 10 High temperature molten salt heat storage tank 11 Pump 12 Steam generator 13 Low temperature molten salt heat storage tank 14 Pump 15 Steam turbine 16 Condenser 17 Pump 18 Heat exchanger 19 Compressor 20 Gas turbine generator 21 Natural gas 22 Natural gas refiner 23 Electrolyzer 24 Methanol reactor 25 Hydrogen system 26 Exhaust gas 27 Oxygen System 28 Exhaust gas 29 Exhaust gas 30 Collected exhaust gas 31 Water 32 Methanol 33 Low temperature side 34 Fuel gas
Claims (4)
タ−ビン発電機を設け、該ガスタ−ビン発電機の排気と
太陽熱発電装置の低温側との間で熱の授受を行なう熱交
換器を設け、ガスタ−ビン発電機の排気ガスおよびガス
タ−ビン発電機と太陽熱発電装置で得た電力を利用して
メタノ−ルを製造することを特徴とするメタノ−ル製造
装置。A gas turbine generator using a gas containing carbon dioxide as fuel is provided, and a heat exchanger for exchanging heat between the exhaust of the gas turbine generator and a low-temperature side of a solar thermal power generator is provided. A methanol production apparatus, wherein methanol is produced using exhaust gas of a gas turbine generator and electric power obtained by the gas turbine generator and a solar thermal power generator.
ガス精製装置からの燃料ガスと回収排気ガスとを使用す
ることを特徴とする請求項１に記載のメタノ−ル製造装
置。2. The apparatus for producing methanol according to claim 1, wherein fuel gas from a natural gas refining unit and recovered exhaust gas are used as fuel for the gas turbine generator.
した酸素をガスタ−ビン発電機の助燃材として使用する
ことを特徴とする請求項１または２に記載のメタノ−ル
製造装置。3. The apparatus for producing methanol according to claim 1, wherein an apparatus for electrolyzing water is provided, and the oxygen electrolyzed by the apparatus for electrolysis is used as a combustion aid for a gas turbine generator.
タ−ビン発電機の燃料に混合することを特徴とする請求
項１、２または３に記載のメタノ−ル製造装置。4. The apparatus for producing methanol according to claim 1, wherein the exhaust gas of the gas turbine generator is mixed with the fuel of the gas turbine generator.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11163034A JP3017499B1 (en) | 1999-06-09 | 1999-06-09 | Methanol production equipment |
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| JP11163034A JP3017499B1 (en) | 1999-06-09 | 1999-06-09 | Methanol production equipment |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP3017499B1 JP3017499B1 (en) | 2000-03-06 |
| JP2000351745A true JP2000351745A (en) | 2000-12-19 |
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|---|---|---|---|
| JP11163034A Expired - Fee Related JP3017499B1 (en) | 1999-06-09 | 1999-06-09 | Methanol production equipment |
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| JP (1) | JP3017499B1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011094814A (en) * | 2009-10-27 | 2011-05-12 | Mitsubishi Electric Corp | Refrigerating cycle device and refrigerant compressing method |
| JP2013092065A (en) * | 2011-10-24 | 2013-05-16 | Hitachi Zosen Corp | Complex type thermal power system |
-
1999
- 1999-06-09 JP JP11163034A patent/JP3017499B1/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011094814A (en) * | 2009-10-27 | 2011-05-12 | Mitsubishi Electric Corp | Refrigerating cycle device and refrigerant compressing method |
| JP2013092065A (en) * | 2011-10-24 | 2013-05-16 | Hitachi Zosen Corp | Complex type thermal power system |
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