JP2001354974A - 燃料ガス化方法およびその装置 - Google Patents
燃料ガス化方法およびその装置Info
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/16—Combined cycle power plant [CCPP], or combined cycle gas turbine [CCGT]
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- Y02E20/16—Combined cycle power plant [CCPP], or combined cycle gas turbine [CCGT]
- Y02E20/18—Integrated gasification combined cycle [IGCC], e.g. combined with carbon capture and storage [CCS]
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ガス化炉への高額な設備費用の発生を伴わず
にガス化燃料が得られるようにした燃料ガス化方法を提
供する。 【解決手段】 発明に係る方法は酸化炉１６のガス化管
１８において微粉化した石炭などの燃料と水蒸気とを所
定の圧力および温度のもとで反応させて水素、メタン、
一酸化炭素、二酸化炭素を含む生ガスを生成する。次い
で、得られた生ガスをサイクロン３に導き、生ガスから
残分を分離して精製ガスを得る。この方法によれば、燃
料のガス化において保持する温度を低く保つことが可能
で、高額な設備費用の発生を伴わず、ガス化炉について
安価に構成することができる。また、精製ガスの発熱量
を格段に高めることができる。
にガス化燃料が得られるようにした燃料ガス化方法を提
供する。 【解決手段】 発明に係る方法は酸化炉１６のガス化管
１８において微粉化した石炭などの燃料と水蒸気とを所
定の圧力および温度のもとで反応させて水素、メタン、
一酸化炭素、二酸化炭素を含む生ガスを生成する。次い
で、得られた生ガスをサイクロン３に導き、生ガスから
残分を分離して精製ガスを得る。この方法によれば、燃
料のガス化において保持する温度を低く保つことが可能
で、高額な設備費用の発生を伴わず、ガス化炉について
安価に構成することができる。また、精製ガスの発熱量
を格段に高めることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、たとえば石炭、重
質油、廃棄物などの低質固体燃料をガス化してガスター
ビン燃焼器などに供給する燃料を得ることを可能にした
燃料ガス化方法およびその装置に関する。
質油、廃棄物などの低質固体燃料をガス化してガスター
ビン燃焼器などに供給する燃料を得ることを可能にした
燃料ガス化方法およびその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】石炭などの燃料をガス化して高温のガス
を発生させる部分ガス化炉と、このガス化炉から送られ
るチャーを燃焼する常圧循環流動床式酸化炉とを組み合
わせて構成されるガス化複合サイクル発電プラントが提
案されている。この発電プラントは概ね次のような手段
から構成されている。すなわち、これは、図９に示すよ
うに、燃料をガス化する部分ガス化炉１と、この部分ガ
ス化炉１から送られるチャーを燃焼する常圧循環流動床
式酸化炉（以下、常圧酸化炉と称する）２とを備えてい
る。
を発生させる部分ガス化炉と、このガス化炉から送られ
るチャーを燃焼する常圧循環流動床式酸化炉とを組み合
わせて構成されるガス化複合サイクル発電プラントが提
案されている。この発電プラントは概ね次のような手段
から構成されている。すなわち、これは、図９に示すよ
うに、燃料をガス化する部分ガス化炉１と、この部分ガ
ス化炉１から送られるチャーを燃焼する常圧循環流動床
式酸化炉（以下、常圧酸化炉と称する）２とを備えてい
る。
【０００３】燃料である微粉炭は石灰石などと共に部分
ガス化炉１に供給され、高温に保たれるガス化炉１でガ
ス化する。得られたガスはサイクロン３を経て燃焼器４
に送られ、ここで圧縮機５からの圧縮空気と共に燃焼し
て燃焼ガスとなり、ガスタービン６に供給される。この
燃焼ガスはガスタービン６において膨張を遂げ、この仕
事により発電機７が駆動され、電気出力が発生する。ま
た、圧縮機５で生じる圧縮空気の一部は圧縮機８に送ら
れ、そこでさらに高圧に圧縮された後、ガス化用空気と
して部分ガス化炉１に供給される。
ガス化炉１に供給され、高温に保たれるガス化炉１でガ
ス化する。得られたガスはサイクロン３を経て燃焼器４
に送られ、ここで圧縮機５からの圧縮空気と共に燃焼し
て燃焼ガスとなり、ガスタービン６に供給される。この
燃焼ガスはガスタービン６において膨張を遂げ、この仕
事により発電機７が駆動され、電気出力が発生する。ま
た、圧縮機５で生じる圧縮空気の一部は圧縮機８に送ら
れ、そこでさらに高圧に圧縮された後、ガス化用空気と
して部分ガス化炉１に供給される。
【０００４】一方、部分ガス化炉１でガス化されないチ
ャーおよびサイクロン３でガス化したガスから分離され
たチャーが常圧酸化炉２に供給される。さらに、ブロワ
９からの酸化炉用空気が常圧酸化炉２に供給され、チャ
ーが空気と共に燃焼され、常圧酸化炉２内で燃焼ガスが
生成する。この燃焼ガスは給水を加熱し、後記の蒸気タ
ービンへの作動蒸気を発生する。常圧酸化炉２の排ガス
は熱交換器１０に送られ、ブロワ９に流れる酸化炉用空
気を一定の温度に加熱できるようになっている。
ャーおよびサイクロン３でガス化したガスから分離され
たチャーが常圧酸化炉２に供給される。さらに、ブロワ
９からの酸化炉用空気が常圧酸化炉２に供給され、チャ
ーが空気と共に燃焼され、常圧酸化炉２内で燃焼ガスが
生成する。この燃焼ガスは給水を加熱し、後記の蒸気タ
ービンへの作動蒸気を発生する。常圧酸化炉２の排ガス
は熱交換器１０に送られ、ブロワ９に流れる酸化炉用空
気を一定の温度に加熱できるようになっている。
【０００５】さらに、ガスタービン６の排ガスは排熱回
収ボイラ１１に送られ、そこで給水を加熱する。この給
水の加熱で蒸気が発生し、常圧酸化炉２で発生した蒸気
と混合されて作動蒸気として蒸気タービン１２に供給さ
れる。この作動蒸気は蒸気タービン１２内で膨張を遂げ
る。この仕事により発電機１３が駆動され、電気出力が
発生する。仕事を終えた蒸気は復水器１４に排出され、
冷却水によって冷却され、復水となる。この復水は給水
ポンプ１５で昇圧され、給水として排熱回収ボイラ１１
に供給されるようになっている。
収ボイラ１１に送られ、そこで給水を加熱する。この給
水の加熱で蒸気が発生し、常圧酸化炉２で発生した蒸気
と混合されて作動蒸気として蒸気タービン１２に供給さ
れる。この作動蒸気は蒸気タービン１２内で膨張を遂げ
る。この仕事により発電機１３が駆動され、電気出力が
発生する。仕事を終えた蒸気は復水器１４に排出され、
冷却水によって冷却され、復水となる。この復水は給水
ポンプ１５で昇圧され、給水として排熱回収ボイラ１１
に供給されるようになっている。
【０００６】このようなガス化複合サイクル発電プラン
トにおいては部分ガス化炉１でガス化して得たガスを燃
焼させて１３００〜１５００°Ｃの燃焼ガスを得ること
ができ、複合サイクルの採用で微粉炭火力発電プラント
などと比べて、より高い発電効率を保って運転に供する
ことが可能である。
トにおいては部分ガス化炉１でガス化して得たガスを燃
焼させて１３００〜１５００°Ｃの燃焼ガスを得ること
ができ、複合サイクルの採用で微粉炭火力発電プラント
などと比べて、より高い発電効率を保って運転に供する
ことが可能である。
【０００７】また、ガス化複合サイクル発電プラントの
蒸気サイクル部分を除いて構成したものが知られている
（たとえば、特開平１０−１８８５９号公報）。これは
酸化炉で得られる熱量のすべてをガスサイクルで回収す
るように構成したものである。
蒸気サイクル部分を除いて構成したものが知られている
（たとえば、特開平１０−１８８５９号公報）。これは
酸化炉で得られる熱量のすべてをガスサイクルで回収す
るように構成したものである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記したガ
ス化複合サイクル発電プラントにおいては部分ガス化炉
１にガス化用空気を供給して石炭の一部を燃焼させ、そ
の燃焼ガスで炉内温度をガス化に必要な高い温度に保持
している。通常、特に、ガス化の初期段階では石炭中の
比較的分解し易い部分がガス化されることになるが、ガ
ス化した直後に生ガスが反応域に供給される空気によっ
て燃焼してしまい、精製ガスの発熱量が低下することに
なる。
ス化複合サイクル発電プラントにおいては部分ガス化炉
１にガス化用空気を供給して石炭の一部を燃焼させ、そ
の燃焼ガスで炉内温度をガス化に必要な高い温度に保持
している。通常、特に、ガス化の初期段階では石炭中の
比較的分解し易い部分がガス化されることになるが、ガ
ス化した直後に生ガスが反応域に供給される空気によっ
て燃焼してしまい、精製ガスの発熱量が低下することに
なる。
【０００９】この精製ガスの発熱量を高めるには炉内温
度をさらに高温に保持して一層のガス化を促す方法によ
り高い発熱量を維持することが可能である。しかし、こ
のためには部分ガス化炉１に膨大な設備費用を掛けなけ
ればならない。たとえば、部分ガス化炉１を流動床ある
いは噴流床式のガス化炉で構成した場合、炉内圧力２０
〜３０ａｔａ、温度１０００°Ｃ程度で連続運転をなし
得るように、ガス化炉容器について高圧、高温に耐えら
れる高価な材料で構成しなければならない。
度をさらに高温に保持して一層のガス化を促す方法によ
り高い発熱量を維持することが可能である。しかし、こ
のためには部分ガス化炉１に膨大な設備費用を掛けなけ
ればならない。たとえば、部分ガス化炉１を流動床ある
いは噴流床式のガス化炉で構成した場合、炉内圧力２０
〜３０ａｔａ、温度１０００°Ｃ程度で連続運転をなし
得るように、ガス化炉容器について高圧、高温に耐えら
れる高価な材料で構成しなければならない。
【００１０】一方、この種のガス化炉においてはガス化
剤として空気を使用しているので、空気を圧縮すること
が不可欠で、このための動力を賄う必要があり、その分
発電効率が低下することが避けられない。
剤として空気を使用しているので、空気を圧縮すること
が不可欠で、このための動力を賄う必要があり、その分
発電効率が低下することが避けられない。
【００１１】本発明の目的はガス化炉への高額な設備費
用の発生を伴わずにガス化燃料が得られるようにした燃
料ガス化方法およびその装置を提供することにある。
用の発生を伴わずにガス化燃料が得られるようにした燃
料ガス化方法およびその装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明による燃料ガス化
方法は燃料と水蒸気とを所定の圧力および温度のもとで
反応させて水素、炭化水素、一酸化炭素、二酸化炭素を
含む生ガスを生成する工程、得られた生ガスから残分を
分離して精製ガスを得る工程からなるものである。
方法は燃料と水蒸気とを所定の圧力および温度のもとで
反応させて水素、炭化水素、一酸化炭素、二酸化炭素を
含む生ガスを生成する工程、得られた生ガスから残分を
分離して精製ガスを得る工程からなるものである。
【００１３】上記方法においては、たとえば石炭などの
燃料と水蒸気とを反応させるので、燃料のガス化におい
て保持する温度を低く保つことが可能で、従来のガス化
炉を用いた方法のような高額な設備費用の発生を伴わ
ず、ガス化炉について安価に構成することができる。ま
た、ガス化反応域には空気あるいは酸素が供給されず、
生ガスの燃焼で失われる熱量の低下を回避することが可
能になり、精製ガスの発熱量を格段に高めることができ
る。
燃料と水蒸気とを反応させるので、燃料のガス化におい
て保持する温度を低く保つことが可能で、従来のガス化
炉を用いた方法のような高額な設備費用の発生を伴わ
ず、ガス化炉について安価に構成することができる。ま
た、ガス化反応域には空気あるいは酸素が供給されず、
生ガスの燃焼で失われる熱量の低下を回避することが可
能になり、精製ガスの発熱量を格段に高めることができ
る。
【００１４】上記した本発明方法においては燃料として
石炭以外に、たとえば重質油、バイオマス、廃棄物など
低質燃料を利用することができる。
石炭以外に、たとえば重質油、バイオマス、廃棄物など
低質燃料を利用することができる。
【００１５】また、本発明方法は、望ましくは、生ガス
生成工程で燃料にアルカリ金属、アルカリ土類金属の炭
酸塩、酸化物、水酸化物、より好ましくは、炭酸カルシ
ウム、炭酸カリウム、炭酸ナトリウムあるいは酸化カル
シウム、酸化カリウム、酸化ナトリウムもしくは水酸化
カルシウム、水酸化カリウム、水酸化ナトリウムまたは
これらの混合物の、少なくも１種を添加して反応させ
る。
生成工程で燃料にアルカリ金属、アルカリ土類金属の炭
酸塩、酸化物、水酸化物、より好ましくは、炭酸カルシ
ウム、炭酸カリウム、炭酸ナトリウムあるいは酸化カル
シウム、酸化カリウム、酸化ナトリウムもしくは水酸化
カルシウム、水酸化カリウム、水酸化ナトリウムまたは
これらの混合物の、少なくも１種を添加して反応させ
る。
【００１６】このような方法においては生ガス生成工程
でガス化反応をより促進することが可能になり、効率よ
く生ガスを生成することができる。さらに、生ガス生成
工程において硫黄分を捕獲することができ、有害成分を
確実に取り除くことが可能になる。
でガス化反応をより促進することが可能になり、効率よ
く生ガスを生成することができる。さらに、生ガス生成
工程において硫黄分を捕獲することができ、有害成分を
確実に取り除くことが可能になる。
【００１７】さらに、本発明方法は、望ましくは、生ガ
ス生成工程において圧力を１０〜６００ａｔａ、温度を
３００〜９００°Ｃの範囲に保持する。
ス生成工程において圧力を１０〜６００ａｔａ、温度を
３００〜９００°Ｃの範囲に保持する。
【００１８】また、本発明方法は、望ましくは、生ガス
生成工程において燃料と水蒸気とをガス精製工程で分離
された残分を燃焼して得る燃焼ガスあるいはガスタービ
ン排ガスを再燃させた燃焼ガスを用いて反応させる。
生成工程において燃料と水蒸気とをガス精製工程で分離
された残分を燃焼して得る燃焼ガスあるいはガスタービ
ン排ガスを再燃させた燃焼ガスを用いて反応させる。
【００１９】このような方法においては生ガス生成工程
でガス化反応を維持する際の燃料消費を抑制することが
できる。
でガス化反応を維持する際の燃料消費を抑制することが
できる。
【００２０】さらに、本発明方法は生ガス生成工程にお
いて水蒸気に代えて、超臨界水あるいは亜臨界水を使用
することができる。
いて水蒸気に代えて、超臨界水あるいは亜臨界水を使用
することができる。
【００２１】このような方法においては生ガス生成工程
において反応速度をより高めることが可能で、効率よく
生ガスを生成することができる。
において反応速度をより高めることが可能で、効率よく
生ガスを生成することができる。
【００２２】さらに、本発明によるガス化装置は微粉化
した固体燃料に水を加えてスラリーを作る燃料供給装置
と、スラリーを受け入れ、燃料と水蒸気とを反応させて
生ガスを生成する生ガス生成部および燃焼室を備えた酸
化炉と、生ガス中に含まれる残分を分離する精製装置と
を備え、生ガス生成部内のガス化反応に伴う残分を燃焼
させるように、上記燃焼室が生ガスから分離した残分を
受け入れ可能に構成されるものである。
した固体燃料に水を加えてスラリーを作る燃料供給装置
と、スラリーを受け入れ、燃料と水蒸気とを反応させて
生ガスを生成する生ガス生成部および燃焼室を備えた酸
化炉と、生ガス中に含まれる残分を分離する精製装置と
を備え、生ガス生成部内のガス化反応に伴う残分を燃焼
させるように、上記燃焼室が生ガスから分離した残分を
受け入れ可能に構成されるものである。
【００２３】また、本発明による上記と異なるガス化装
置は微粉化した固体燃料を受け入れ、燃料と水蒸気とを
反応させて生ガスを生成すると共に、生ガスから残分を
分離する部分ガス化炉と、ガス化反応用水蒸気を発生す
る蒸発部および燃焼室を備えた酸化炉とを備え、部分ガ
ス化炉内のガス化反応に伴う残分を燃焼させるように、
上記燃焼室が生ガスから分離した残分を受け入れ可能に
構成される。
置は微粉化した固体燃料を受け入れ、燃料と水蒸気とを
反応させて生ガスを生成すると共に、生ガスから残分を
分離する部分ガス化炉と、ガス化反応用水蒸気を発生す
る蒸発部および燃焼室を備えた酸化炉とを備え、部分ガ
ス化炉内のガス化反応に伴う残分を燃焼させるように、
上記燃焼室が生ガスから分離した残分を受け入れ可能に
構成される。
【００２４】上記ガス化装置においては酸化炉の生ガス
生成部は、たとえば伝熱管などのガス化管を用いて構成
することが可能で、極めて安価に構成することができ
る。また、ガス化反応域には空気あるいは酸素が供給さ
れないことから、精製ガスの発熱量を格段に高めること
ができる。さらに、ガス化剤としての空気の供給をなく
すことが可能になり、空気の圧縮に要する動力を節減す
ることができる。
生成部は、たとえば伝熱管などのガス化管を用いて構成
することが可能で、極めて安価に構成することができ
る。また、ガス化反応域には空気あるいは酸素が供給さ
れないことから、精製ガスの発熱量を格段に高めること
ができる。さらに、ガス化剤としての空気の供給をなく
すことが可能になり、空気の圧縮に要する動力を節減す
ることができる。
【００２５】また、本発明は、酸化炉の燃焼室が生ガス
から分離した残分を受け入れるのに代えて、ガスタービ
ン排ガスを受け入れ可能に構成することができる。
から分離した残分を受け入れるのに代えて、ガスタービ
ン排ガスを受け入れ可能に構成することができる。
【００２６】さらに、本発明は酸化炉について流動床式
酸化炉で構成すること可能である。また、本発明は、望
ましくは、酸化炉が蒸気を発生する蒸発管からなる蒸発
器を備える。
酸化炉で構成すること可能である。また、本発明は、望
ましくは、酸化炉が蒸気を発生する蒸発管からなる蒸発
器を備える。
【００２７】
【発明の実施の形態】（第１の実施の形態）本発明の第
１の実施の形態について図面を参照して説明する。本発
明方法の適用例は複合サイクル発電プラントである。図
１において、ガス化装置は石炭のガス化で生じる残分、
すなわち、チャーを燃焼させる酸化炉１６を備えてい
る。この酸化炉１６はチャーを燃焼させる燃焼室１７
と、石炭をガス化して生ガスを生成するガス化管１８か
らなるガス化器と、蒸気を発生する蒸発管１９で構成さ
れる蒸発器とを有する。ガス化管１８は入口が燃料供給
装置２０と接続されており、微粉炭および炭酸カルシウ
ムを供給することができる。また、出口は精製ガスを得
るサイクロン３と結ばれている。サイクロン３の出口は
酸化炉１６と結ばれ、分離したチャーを燃焼室１７に導
くことができる。
１の実施の形態について図面を参照して説明する。本発
明方法の適用例は複合サイクル発電プラントである。図
１において、ガス化装置は石炭のガス化で生じる残分、
すなわち、チャーを燃焼させる酸化炉１６を備えてい
る。この酸化炉１６はチャーを燃焼させる燃焼室１７
と、石炭をガス化して生ガスを生成するガス化管１８か
らなるガス化器と、蒸気を発生する蒸発管１９で構成さ
れる蒸発器とを有する。ガス化管１８は入口が燃料供給
装置２０と接続されており、微粉炭および炭酸カルシウ
ムを供給することができる。また、出口は精製ガスを得
るサイクロン３と結ばれている。サイクロン３の出口は
酸化炉１６と結ばれ、分離したチャーを燃焼室１７に導
くことができる。
【００２８】さらに、サイクロン３の下流側に精製ガス
を冷却する冷却器２２が設けられている。この冷却器２
２は燃焼器４と接続され、精製ガスを燃焼器４に供給す
ることができる。冷却器２２の熱交換器は給水ポンプ１
５の吐出側と接続しており、給水ポンプ１５で昇圧され
た給水を供給することができる。また、冷却器２２の熱
交換器は蒸気タービン１２の入口と結ばれている。
を冷却する冷却器２２が設けられている。この冷却器２
２は燃焼器４と接続され、精製ガスを燃焼器４に供給す
ることができる。冷却器２２の熱交換器は給水ポンプ１
５の吐出側と接続しており、給水ポンプ１５で昇圧され
た給水を供給することができる。また、冷却器２２の熱
交換器は蒸気タービン１２の入口と結ばれている。
【００２９】本発明方法を実現する石炭への添加成分と
して、本実施の形態では炭酸カルシウムを使用する。
して、本実施の形態では炭酸カルシウムを使用する。
【００３０】本実施の形態は上記構成からなり、燃料供
給装置２０で燃料である微粉炭に微粉化した炭酸カルシ
ウムを添加する。この混合物は燃料供給装置２０で水と
混合されてスラリーとなり、酸化炉１６内のガス化管１
８に供給される。微粉炭および炭酸カルシウムのスラリ
ーはガス化管１８の外側を流れるチャーの保有する熱に
よって加熱される。このとき、スラリー中の水は蒸発し
て水蒸気となる。
給装置２０で燃料である微粉炭に微粉化した炭酸カルシ
ウムを添加する。この混合物は燃料供給装置２０で水と
混合されてスラリーとなり、酸化炉１６内のガス化管１
８に供給される。微粉炭および炭酸カルシウムのスラリ
ーはガス化管１８の外側を流れるチャーの保有する熱に
よって加熱される。このとき、スラリー中の水は蒸発し
て水蒸気となる。
【００３１】微粉炭の一部は発生した水蒸気と反応し、
一酸化炭素と水素とに変化する（水生ガス化反応）。生
成した一酸化炭素の一部はさらに水蒸気と反応して二酸
化炭素と水素とに変化する（一酸化炭素シフト反応）。
また、生成した水素の一部は炭素と反応してメタンが生
成する（水添ガス化反応）。それぞれ反応は次のように
進行する。
一酸化炭素と水素とに変化する（水生ガス化反応）。生
成した一酸化炭素の一部はさらに水蒸気と反応して二酸
化炭素と水素とに変化する（一酸化炭素シフト反応）。
また、生成した水素の一部は炭素と反応してメタンが生
成する（水添ガス化反応）。それぞれ反応は次のように
進行する。
【００３２】 Ｃ＋Ｈ2Ｏ→ＣＯ＋Ｈ2 （１） ＣＯ＋Ｈ2Ｏ→ＣＯ2＋Ｈ2 （２） Ｃ＋２Ｈ2→ＣＨ4 （３）
【００３３】この結果、一酸化炭素、水素、メタン、二
酸化炭素の混合ガスが生成する。一酸化炭素シフト反応
（２）は発熱反応であるが、反応熱は小さい。また、水
添ガス化反応（３）は発熱反応であるが、転換率は低
い。水性ガス化反応（１）は大きな吸熱反応で、チャー
の燃焼によって生じた燃焼熱が使用される。また、炭酸
カルシウムは脱硫剤として働き、下記反応によって石炭
中の硫黄分が硫化カルシウムとして捕獲されることにな
る。
酸化炭素の混合ガスが生成する。一酸化炭素シフト反応
（２）は発熱反応であるが、反応熱は小さい。また、水
添ガス化反応（３）は発熱反応であるが、転換率は低
い。水性ガス化反応（１）は大きな吸熱反応で、チャー
の燃焼によって生じた燃焼熱が使用される。また、炭酸
カルシウムは脱硫剤として働き、下記反応によって石炭
中の硫黄分が硫化カルシウムとして捕獲されることにな
る。
【００３４】 ＣａＣＯ3＋Ｈ2Ｓ→ＣａＳ＋Ｈ2Ｏ＋ＣＯ2 （４）
【００３５】生成した生ガスはサイクロン３に達し、未
反応チャーと分離され、精製ガスとなる。精製ガスは冷
却器２２に流れて給水との熱交換で温度が降下し、燃焼
器４に供給され、そこで圧縮機５からの圧縮空気と共に
燃焼する。この燃焼ガスはガスタービン６に流入して膨
張を遂げ、この仕事で発電機７が駆動され、電気出力が
発生する。
反応チャーと分離され、精製ガスとなる。精製ガスは冷
却器２２に流れて給水との熱交換で温度が降下し、燃焼
器４に供給され、そこで圧縮機５からの圧縮空気と共に
燃焼する。この燃焼ガスはガスタービン６に流入して膨
張を遂げ、この仕事で発電機７が駆動され、電気出力が
発生する。
【００３６】一方、サイクロン３で生ガスから分離され
たチャーは酸化炉１６に導入される。このチャーに酸化
剤として空気が供給され、燃焼室１７でチャーと共に燃
焼する。この燃焼ガスは給水ポンプ１５で昇圧されて蒸
発管１９に流れた給水を加熱する。この加熱で給水は蒸
発し、蒸気が発生する。この蒸気は排熱回収ボイラ１１
で発生した蒸気と混合されて蒸気タービン１２に流入し
て膨張を遂げる。
たチャーは酸化炉１６に導入される。このチャーに酸化
剤として空気が供給され、燃焼室１７でチャーと共に燃
焼する。この燃焼ガスは給水ポンプ１５で昇圧されて蒸
発管１９に流れた給水を加熱する。この加熱で給水は蒸
発し、蒸気が発生する。この蒸気は排熱回収ボイラ１１
で発生した蒸気と混合されて蒸気タービン１２に流入し
て膨張を遂げる。
【００３７】この仕事により発電機１３が駆動され、電
気出力が発生する。仕事を終えた蒸気は復水器１４に排
出され、冷却水によって冷却され、復水となる。この復
水は給水ポンプ１５で昇圧され、給水として一部が排熱
回収ボイラ１１に供給され、一部が冷却器２２に供給さ
れる。
気出力が発生する。仕事を終えた蒸気は復水器１４に排
出され、冷却水によって冷却され、復水となる。この復
水は給水ポンプ１５で昇圧され、給水として一部が排熱
回収ボイラ１１に供給され、一部が冷却器２２に供給さ
れる。
【００３８】この方法においては、望ましくは、炭酸カ
リウムまたは炭酸ナトリウムを添加する。このような成
分を使用ことによりガス化反応において炭酸カリウムま
たは炭酸ナトリウムが触媒として働き、反応をより効果
的に促すことが可能になる。一般に、ガス化のために反
応温度は高いほど好ましいが、ガス化率および設備費用
を考慮すると、６００〜９００°Ｃの範囲が望ましい。
リウムまたは炭酸ナトリウムを添加する。このような成
分を使用ことによりガス化反応において炭酸カリウムま
たは炭酸ナトリウムが触媒として働き、反応をより効果
的に促すことが可能になる。一般に、ガス化のために反
応温度は高いほど好ましいが、ガス化率および設備費用
を考慮すると、６００〜９００°Ｃの範囲が望ましい。
【００３９】さらに、圧力については２０〜６００ａｔ
ａの範囲である。たとえば、メタンの平衡濃度は４０ａ
ｔａ程度以上からは増加しないので、ガス化圧力はそれ
程高くなくてもよい。しかし、ガス化圧力を高めて亜臨
界水または超臨界水としたとき、良好な反応性を維持す
ることが可能になり、圧力は上記の範囲を望ましい値と
する。
ａの範囲である。たとえば、メタンの平衡濃度は４０ａ
ｔａ程度以上からは増加しないので、ガス化圧力はそれ
程高くなくてもよい。しかし、ガス化圧力を高めて亜臨
界水または超臨界水としたとき、良好な反応性を維持す
ることが可能になり、圧力は上記の範囲を望ましい値と
する。
【００４０】上記ガス化反応が進行するガス化管１８に
は燃料である微粉炭と水が供給され、燃焼を引き起こす
酸素あるいは空気が反応域に供給されることはない。一
方、ガス化に伴って必要な熱は部分ガス化後のチャーが
燃焼して発生する燃焼ガスから与えられる。このため、
本実施の形態においてはガス化温度が同等と仮定して
も、従来の方法と比べて、精製ガスの発熱量を格段に高
めることが可能になる。
は燃料である微粉炭と水が供給され、燃焼を引き起こす
酸素あるいは空気が反応域に供給されることはない。一
方、ガス化に伴って必要な熱は部分ガス化後のチャーが
燃焼して発生する燃焼ガスから与えられる。このため、
本実施の形態においてはガス化温度が同等と仮定して
も、従来の方法と比べて、精製ガスの発熱量を格段に高
めることが可能になる。
【００４１】さらに、ガス化管１８で構成するガス化炉
は仮に使用条件が高温、高圧を保持しなければならなく
ても、格段に安価に構成することが可能で、たとえば、
流動床式ガス化炉などのように膨大な設備費用が発生す
ることはない。また、本実施の形態においてはガス化剤
としての空気の供給が不要となり、空気の圧縮に要する
動力の大部分について節減することが可能になる。
は仮に使用条件が高温、高圧を保持しなければならなく
ても、格段に安価に構成することが可能で、たとえば、
流動床式ガス化炉などのように膨大な設備費用が発生す
ることはない。また、本実施の形態においてはガス化剤
としての空気の供給が不要となり、空気の圧縮に要する
動力の大部分について節減することが可能になる。
【００４２】このように本実施の形態によれば、ガス化
炉への高額な設備費用の発生を伴わずにガス化燃料を得
ることが可能になる。
炉への高額な設備費用の発生を伴わずにガス化燃料を得
ることが可能になる。
【００４３】（第２の実施の形態）本発明の第２の実施
の形態について図２を参照して説明する。本発明方法の
適用例は複合サイクル発電プラントである。ガス化装置
は第１の実施の形態の構成に加えて、酸化炉１６と接続
している分離器２３を備えている。分離器２３は酸化カ
ルシウムから灰分を分離することができる。本発明方法
を実現する石炭への添加成分として、本実施の形態では
酸化カルシウムを使用する。
の形態について図２を参照して説明する。本発明方法の
適用例は複合サイクル発電プラントである。ガス化装置
は第１の実施の形態の構成に加えて、酸化炉１６と接続
している分離器２３を備えている。分離器２３は酸化カ
ルシウムから灰分を分離することができる。本発明方法
を実現する石炭への添加成分として、本実施の形態では
酸化カルシウムを使用する。
【００４４】本実施の形態は上記構成からなり、燃料供
給装置２０で燃料である微粉炭に微粉化した酸化カルシ
ウムを添加する。この混合物は燃料供給装置２０で水と
混合されてスラリーとなり、酸化炉１６内のガス化管１
８に供給される。微粉炭および酸化カルシウムのスラリ
ーはガス化管１８の外側を流れるチャーの保有する熱に
よって加熱される。このとき、スラリー中の水は蒸発し
て水蒸気となる。
給装置２０で燃料である微粉炭に微粉化した酸化カルシ
ウムを添加する。この混合物は燃料供給装置２０で水と
混合されてスラリーとなり、酸化炉１６内のガス化管１
８に供給される。微粉炭および酸化カルシウムのスラリ
ーはガス化管１８の外側を流れるチャーの保有する熱に
よって加熱される。このとき、スラリー中の水は蒸発し
て水蒸気となる。
【００４５】先に述べたように、微粉炭の一部は発生し
た水蒸気と反応し、一酸化炭素と水素とに変化する。生
成した一酸化炭素の一部はさらに水蒸気と反応して二酸
化炭素と水素とに変化する。また、生成した水素の一部
は炭素と反応してメタンが生成する。
た水蒸気と反応し、一酸化炭素と水素とに変化する。生
成した一酸化炭素の一部はさらに水蒸気と反応して二酸
化炭素と水素とに変化する。また、生成した水素の一部
は炭素と反応してメタンが生成する。
【００４６】このとき、酸化カルシウムは水と結合して
水酸化カルシウムとなり、生成した二酸化炭素と反応し
て炭酸カルシウムとなる。
水酸化カルシウムとなり、生成した二酸化炭素と反応し
て炭酸カルシウムとなる。
【００４７】 ＣａＯ＋Ｈ2Ｏ→Ｃａ（ＯＨ）2 （５） ＣＯ2＋Ｃａ（ＯＨ）2→ＣａＣＯ3＋Ｈ2Ｏ （６）
【００４８】こうして、ガス化反応で生じた二酸化炭素
が炭酸カルシウムとして固定され、この結果、一酸化炭
素シフト反応（２）、水生ガス化反応（１）が進む過程
でより効果的に燃料がガス化する。上記２つの反応は発
熱反応で、反応の進行で発生した熱は水生ガス化反応を
促進するのに役立つ。
が炭酸カルシウムとして固定され、この結果、一酸化炭
素シフト反応（２）、水生ガス化反応（１）が進む過程
でより効果的に燃料がガス化する。上記２つの反応は発
熱反応で、反応の進行で発生した熱は水生ガス化反応を
促進するのに役立つ。
【００４９】一方、反応で生じた炭酸カルシウムはチャ
ーと共に燃焼室１７で加熱され、このとき、分解して酸
化カルシウムに戻る。
ーと共に燃焼室１７で加熱され、このとき、分解して酸
化カルシウムに戻る。
【００５０】 ＣａＣＯ3→ＣａＯ＋ＣＯ2 （７）
【００５１】この後、酸化カルシウムは分離器２３にお
いて灰分などと分離され、二酸化炭素吸収剤として再び
燃料供給装置２０に供給される。
いて灰分などと分離され、二酸化炭素吸収剤として再び
燃料供給装置２０に供給される。
【００５２】本実施の形態においては従来の方法と比べ
て、精製ガスの発熱量について格段に高めることが可能
になる。さらに、ガス化管１８で構成するガス化炉につ
いては格段に安価に構成することが可能になる。また、
ガス化剤としての空気の供給が不要となり、空気の圧縮
に要する動力の大部分について節減することが可能にな
る。
て、精製ガスの発熱量について格段に高めることが可能
になる。さらに、ガス化管１８で構成するガス化炉につ
いては格段に安価に構成することが可能になる。また、
ガス化剤としての空気の供給が不要となり、空気の圧縮
に要する動力の大部分について節減することが可能にな
る。
【００５３】このように本実施の形態によれば、ガス化
炉への高額な設備費用の発生を伴わずにガス化燃料を得
ることができる。
炉への高額な設備費用の発生を伴わずにガス化燃料を得
ることができる。
【００５４】（第３の実施の形態）本発明の第３の実施
の形態について図３を参照して説明する。本発明方法の
適用例は複合サイクル発電プラントである。ガスタービ
ン６と結ぶ排気管２４が酸化炉１６の燃焼室１７と接続
されている。排気管２４はガスタービン排ガスを燃焼室
１７に導くことができる。本発明方法を実現する石炭へ
の添加成分として、本実施の形態では炭酸カルシウムを
使用する。
の形態について図３を参照して説明する。本発明方法の
適用例は複合サイクル発電プラントである。ガスタービ
ン６と結ぶ排気管２４が酸化炉１６の燃焼室１７と接続
されている。排気管２４はガスタービン排ガスを燃焼室
１７に導くことができる。本発明方法を実現する石炭へ
の添加成分として、本実施の形態では炭酸カルシウムを
使用する。
【００５５】本実施の形態は上記構成からなり、低質固
形燃料のガス化にあたり、先に説明した第１の実施の形
態と同様な働きを得ることができる。特に、本実施の形
態においては石炭のガス化で生じる残分、すなわち、チ
ャーを高温のガスタービン排ガスと共に再燃することが
できる。通常、ガスタービン排ガスは多量の酸素を含ん
でおり、酸化剤としてこの排ガスを排気管２４を通して
燃焼室１７に導き、チャーを燃焼させる。
形燃料のガス化にあたり、先に説明した第１の実施の形
態と同様な働きを得ることができる。特に、本実施の形
態においては石炭のガス化で生じる残分、すなわち、チ
ャーを高温のガスタービン排ガスと共に再燃することが
できる。通常、ガスタービン排ガスは多量の酸素を含ん
でおり、酸化剤としてこの排ガスを排気管２４を通して
燃焼室１７に導き、チャーを燃焼させる。
【００５６】通常、ガスタービン排ガス温度は５５０〜
６００°Ｃ程度であり、ガス化反応を一層促進可能な高
温に保つことが可能で、ガス化比率を向上することがで
きる。また、蒸発管１８で発生する蒸気の温度をより高
めることが可能になり、蒸気サイクルにおける熱効率を
高めることができる。
６００°Ｃ程度であり、ガス化反応を一層促進可能な高
温に保つことが可能で、ガス化比率を向上することがで
きる。また、蒸発管１８で発生する蒸気の温度をより高
めることが可能になり、蒸気サイクルにおける熱効率を
高めることができる。
【００５７】なお、本実施の形態は、図４に示すよう
に、ガスタービン６の起動時における燃料を確保するた
めに燃焼器４に別の燃料系統を接続し、たとえば液化天
然ガス（ＬＮＧ）などを供給できるように構成してもよ
い。
に、ガスタービン６の起動時における燃料を確保するた
めに燃焼器４に別の燃料系統を接続し、たとえば液化天
然ガス（ＬＮＧ）などを供給できるように構成してもよ
い。
【００５８】本実施の形態においては従来の方法と比べ
て、精製ガスの発熱量について格段に高めることが可能
になる。さらに、ガス化管１８で構成するガス化炉につ
いては格段に安価に構成することが可能になる。また、
ガス化剤としての空気の供給が不要となり、空気の圧縮
に要する動力の大部分について節減することが可能にな
る。
て、精製ガスの発熱量について格段に高めることが可能
になる。さらに、ガス化管１８で構成するガス化炉につ
いては格段に安価に構成することが可能になる。また、
ガス化剤としての空気の供給が不要となり、空気の圧縮
に要する動力の大部分について節減することが可能にな
る。
【００５９】本実施の形態によれば、ガス化炉への高額
な設備費用の発生を伴わずにガス化燃料を得ることがで
きる。
な設備費用の発生を伴わずにガス化燃料を得ることがで
きる。
【００６０】（第４の実施の形態）本発明の第４の実施
の形態について図５を参照して説明する。本実施の形態
の酸化炉は流動床式酸化炉２５で構成されている。流動
床式酸化炉２５はチャーを燃焼させる燃焼室１７、生ガ
スを生成するガス化管１８および水蒸気を発生する蒸発
管１９を備えている。本発明方法を実現する石炭への添
加成分として、本実施の形態では酸化カルシウムを使用
する。また、酸化炉２５への酸化剤としてガスタービン
排ガスを供給する。
の形態について図５を参照して説明する。本実施の形態
の酸化炉は流動床式酸化炉２５で構成されている。流動
床式酸化炉２５はチャーを燃焼させる燃焼室１７、生ガ
スを生成するガス化管１８および水蒸気を発生する蒸発
管１９を備えている。本発明方法を実現する石炭への添
加成分として、本実施の形態では酸化カルシウムを使用
する。また、酸化炉２５への酸化剤としてガスタービン
排ガスを供給する。
【００６１】本実施の形態は上記構成からなり、低質固
形燃料のガス化にあたり、先に説明された第１の実施の
形態と同様な働きを得ることができる。特に、本実施の
形態においては流動床式酸化炉２５を用いることにより
酸化炉における熱伝達特性を良好に保持することが可能
になり、さらに効率よくガス化燃料を生成することがで
きる。
形燃料のガス化にあたり、先に説明された第１の実施の
形態と同様な働きを得ることができる。特に、本実施の
形態においては流動床式酸化炉２５を用いることにより
酸化炉における熱伝達特性を良好に保持することが可能
になり、さらに効率よくガス化燃料を生成することがで
きる。
【００６２】本実施の形態によれば、ガス化炉への高額
な設備費用の発生を伴わずにガス化燃料を得ることがで
きる。
な設備費用の発生を伴わずにガス化燃料を得ることがで
きる。
【００６３】（第５の実施の形態）本発明の第５の実施
の形態について図６を参照して説明する。本実施の形態
の酸化炉は生ガス生成部を独立させた酸化炉２６で構成
されている。酸化炉２６はチャーを燃焼させる燃焼室１
７および水蒸気を発生する蒸発管１９を備えている。独
立している生ガス生成部は部分ガス化炉２７からなる。
の形態について図６を参照して説明する。本実施の形態
の酸化炉は生ガス生成部を独立させた酸化炉２６で構成
されている。酸化炉２６はチャーを燃焼させる燃焼室１
７および水蒸気を発生する蒸発管１９を備えている。独
立している生ガス生成部は部分ガス化炉２７からなる。
【００６４】本発明方法を実現する石炭への添加成分と
して、本実施の形態では酸化カルシウムを使用する。ま
た、酸化炉２６への酸化剤としてガスタービン排ガスを
供給する。
して、本実施の形態では酸化カルシウムを使用する。ま
た、酸化炉２６への酸化剤としてガスタービン排ガスを
供給する。
【００６５】本実施の形態は上記構成からなり、低質固
形燃料のガス化にあたり、先に説明した第２の実施の形
態と同様な働きを得ることができる。特に、本実施の形
態においては生ガス生成部について部分ガス化炉２７で
構成しているので、微粉炭をスラリーではなく、乾燥状
態で供給することが可能で、ガス化反応過程で過剰な水
蒸気が発生するのを抑制することができ、これにより生
ガス中の水蒸気濃度を大きく低下させることが可能にな
る。
形燃料のガス化にあたり、先に説明した第２の実施の形
態と同様な働きを得ることができる。特に、本実施の形
態においては生ガス生成部について部分ガス化炉２７で
構成しているので、微粉炭をスラリーではなく、乾燥状
態で供給することが可能で、ガス化反応過程で過剰な水
蒸気が発生するのを抑制することができ、これにより生
ガス中の水蒸気濃度を大きく低下させることが可能にな
る。
【００６６】本実施の形態によれば、ガス化炉への高額
な設備費用の発生を伴わずにガス化燃料を得ることがで
きる。
な設備費用の発生を伴わずにガス化燃料を得ることがで
きる。
【００６７】（第６の実施の形態）本発明の第６の実施
の形態について図７を参照して説明する。酸化炉はバイ
オマス（たとえば、生ごみ、汚泥など）を燃焼させる酸
化炉２８で構成されている。酸化炉２８はチャーを燃焼
させる燃焼室１７および生ガスを生成するガス化管１８
を備えている。また、酸化炉２８と接続するバイオマス
供給装置２９を有する。バイオマス供給装置２９はバイ
オマスを処理して燃料として酸化炉２８に供給する。
の形態について図７を参照して説明する。酸化炉はバイ
オマス（たとえば、生ごみ、汚泥など）を燃焼させる酸
化炉２８で構成されている。酸化炉２８はチャーを燃焼
させる燃焼室１７および生ガスを生成するガス化管１８
を備えている。また、酸化炉２８と接続するバイオマス
供給装置２９を有する。バイオマス供給装置２９はバイ
オマスを処理して燃料として酸化炉２８に供給する。
【００６８】本実施の形態は上記構成からなり、バイオ
マス供給装置２９において細かく処理されたバイオマス
に微粉化した炭酸カルシウムを添加する。この混合物は
水と混合されてスラリーとなり、スラリーポンプ２１に
よって酸化炉２８内のガス化管１８に供給される。バイ
オマスおよび炭酸カルシウムのスラリーはガス化管１８
の外側を流れるチャーの燃焼で生じたガスから与えられ
る熱によって加熱される。
マス供給装置２９において細かく処理されたバイオマス
に微粉化した炭酸カルシウムを添加する。この混合物は
水と混合されてスラリーとなり、スラリーポンプ２１に
よって酸化炉２８内のガス化管１８に供給される。バイ
オマスおよび炭酸カルシウムのスラリーはガス化管１８
の外側を流れるチャーの燃焼で生じたガスから与えられ
る熱によって加熱される。
【００６９】このとき、スラリー中の水は蒸発して水蒸
気となる。バイオマスはこの水蒸気と反応してガス化さ
れ、一酸化炭素、水素、メタン、二酸化炭素、水蒸気な
どの混合ガスとなる。反応は石炭の場合とほぼ同様に進
行する。このとき、炭酸カルシウムは脱塩剤として働
き、下記反応によりバイオマス中の塩素分が塩化カルシ
ウムとして捕獲される。
気となる。バイオマスはこの水蒸気と反応してガス化さ
れ、一酸化炭素、水素、メタン、二酸化炭素、水蒸気な
どの混合ガスとなる。反応は石炭の場合とほぼ同様に進
行する。このとき、炭酸カルシウムは脱塩剤として働
き、下記反応によりバイオマス中の塩素分が塩化カルシ
ウムとして捕獲される。
【００７０】 ＣａＣＯ3＋２ＨＣｌ→ＣａＣｌ2＋Ｈ2Ｏ＋ＣＯ2 （８）
【００７１】この方法においては燃料のガス化を促進す
るために、望ましくは、バイオマスには炭酸カリウムま
たは炭酸ナトリウムを添加する。このような成分を使用
ことによりガス化反応において炭酸カリウムまたは炭酸
ナトリウムが触媒として働き、反応をより効果的に促す
ことが可能になる。
るために、望ましくは、バイオマスには炭酸カリウムま
たは炭酸ナトリウムを添加する。このような成分を使用
ことによりガス化反応において炭酸カリウムまたは炭酸
ナトリウムが触媒として働き、反応をより効果的に促す
ことが可能になる。
【００７２】また、燃料としてのバイオマスはガス化温
度が低く、たとえば、５００〜６００°Ｃ程度でも反応
を進行させることが可能である。なお、この場合、ガス
化温度が低くなると、生ガス中のメタン濃度が高くな
る。
度が低く、たとえば、５００〜６００°Ｃ程度でも反応
を進行させることが可能である。なお、この場合、ガス
化温度が低くなると、生ガス中のメタン濃度が高くな
る。
【００７３】上記ガス化反応が進行するガス化管１８に
はバイオマスと水が供給され、燃焼を引き起こす酸素あ
るいは空気が反応域に供給されることはない。一方、ガ
ス化に伴って必要な熱は部分ガス化後のチャーが燃焼し
て生じる燃焼ガスから与えられる。このため、本実施の
形態においては従来の方法と比べて、精製ガスの発熱量
について格段に高めることが可能になる。
はバイオマスと水が供給され、燃焼を引き起こす酸素あ
るいは空気が反応域に供給されることはない。一方、ガ
ス化に伴って必要な熱は部分ガス化後のチャーが燃焼し
て生じる燃焼ガスから与えられる。このため、本実施の
形態においては従来の方法と比べて、精製ガスの発熱量
について格段に高めることが可能になる。
【００７４】さらに、ガス化管１８で構成するガス化炉
については流動床式ガス化炉などと比べて格段に安価に
構成することが可能になる。また、ガス化剤としての空
気の供給が不要となり、空気の圧縮に要する動力の大部
分について節減することが可能になる。
については流動床式ガス化炉などと比べて格段に安価に
構成することが可能になる。また、ガス化剤としての空
気の供給が不要となり、空気の圧縮に要する動力の大部
分について節減することが可能になる。
【００７５】本実施の形態によれば、ガス化炉への高額
な設備費用の発生を伴わずにガス化燃料を得ることがで
きる。
な設備費用の発生を伴わずにガス化燃料を得ることがで
きる。
【００７６】（第７の実施の形態）本発明の第７の実施
の形態について図８を参照して説明する。ガス化燃料を
生成するガス化炉はバイオマスを燃焼させる排熱回収形
ガス化炉３０で構成されている。排熱回収形ガス化炉３
０はチャーを燃焼させる燃焼室１７および生ガスを生成
するガス化管１８を備えている。また、排熱回収形ガス
化炉３０と接続するバイオマス供給装置２９を有する。
バイオマス供給装置２９はバイオマスを処理して燃料と
して排熱回収形ガス化炉３０に供給する。
の形態について図８を参照して説明する。ガス化燃料を
生成するガス化炉はバイオマスを燃焼させる排熱回収形
ガス化炉３０で構成されている。排熱回収形ガス化炉３
０はチャーを燃焼させる燃焼室１７および生ガスを生成
するガス化管１８を備えている。また、排熱回収形ガス
化炉３０と接続するバイオマス供給装置２９を有する。
バイオマス供給装置２９はバイオマスを処理して燃料と
して排熱回収形ガス化炉３０に供給する。
【００７７】本実施の形態は上記構成からなり、第６の
実施の形態と同様な働きを得ることができる。すなわ
ち、ガス化反応が進行するガス化管１８にはバイオマス
と水が供給され、燃焼を引き起こす酸素あるいは空気が
反応域に供給されず、一方、ガス化に伴って必要な熱は
部分ガス化後のチャーが燃焼して生じる燃焼ガスから与
えられるので、従来の方法と比べて、精製ガスの発熱量
について格段に高めることが可能になる。
実施の形態と同様な働きを得ることができる。すなわ
ち、ガス化反応が進行するガス化管１８にはバイオマス
と水が供給され、燃焼を引き起こす酸素あるいは空気が
反応域に供給されず、一方、ガス化に伴って必要な熱は
部分ガス化後のチャーが燃焼して生じる燃焼ガスから与
えられるので、従来の方法と比べて、精製ガスの発熱量
について格段に高めることが可能になる。
【００７８】また、ガス化管１８で構成するガス化炉３
０については流動床式ガス化炉などと比べて格段に安価
に構成することが可能になる。さらに、ガス化剤として
の空気の供給が不要となり、空気の圧縮に要する動力の
大部分について節減することが可能になる。
０については流動床式ガス化炉などと比べて格段に安価
に構成することが可能になる。さらに、ガス化剤として
の空気の供給が不要となり、空気の圧縮に要する動力の
大部分について節減することが可能になる。
【００７９】本実施の形態によれば、ガス化炉への高額
な設備費用の発生を伴わずにガス化燃料を得ることがで
きる。
な設備費用の発生を伴わずにガス化燃料を得ることがで
きる。
【００８０】
【発明の効果】本発明のガス化方法によれば、たとえば
石炭、重質油、バイオマスなどの燃料と水蒸気とを反応
させるので、燃料のガス化において保持する温度を低く
保つことが可能で、従来のガス化炉を用いた方法のよう
な高額な設備費用の発生を伴わず、ガス化炉について安
価に構成することができる。また、ガス化反応域には空
気あるいは酸素が供給されず、生ガスの燃焼で失われる
熱量の低下を回避することが可能になり、精製ガスの発
熱量を格段に高めることができる。
石炭、重質油、バイオマスなどの燃料と水蒸気とを反応
させるので、燃料のガス化において保持する温度を低く
保つことが可能で、従来のガス化炉を用いた方法のよう
な高額な設備費用の発生を伴わず、ガス化炉について安
価に構成することができる。また、ガス化反応域には空
気あるいは酸素が供給されず、生ガスの燃焼で失われる
熱量の低下を回避することが可能になり、精製ガスの発
熱量を格段に高めることができる。
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る複合サイクル
発電プラントと組み合わせたガス化装置を示す系統図。
発電プラントと組み合わせたガス化装置を示す系統図。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係るガス化装置を
示す系統図。
示す系統図。
【図３】本発明の第３の実施の形態に係るガス化装置を
示す系統図。
示す系統図。
【図４】本発明の第３の実施の形態に係る異なるガス化
装置を示す系統図。
装置を示す系統図。
【図５】本発明の第４の実施の形態に係るガス化装置を
示す系統図。
示す系統図。
【図６】本発明の第５の実施の形態に係るガス化装置を
示す系統図。
示す系統図。
【図７】本発明の第６の実施の形態に係るガスタービン
プラントと組み合わせたガス化装置を示す系統図。
プラントと組み合わせたガス化装置を示す系統図。
【図８】本発明の第７の実施の形態に係るガス化装置を
示す系統図。
示す系統図。
【図９】従来のガス化複合サイクル発電プラントの一例
を示す系統図。
を示す系統図。
３ サイクロン ６ ガスタービン １２ 蒸気タービン １６、２５、２６、２８ 酸化炉 １８ ガス化管 ２０ 燃料供給装置 ２２ 冷却器 ２７ 部分ガス化炉 ２９ バイオマス供給装置 ３０ 排熱回収形ガス化炉
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ１０Ｊ 3/00 ＺＡＢ Ｃ１０Ｊ 3/00 ＺＡＢＡ 3/48 3/48 Ｆ０２Ｃ 3/28 Ｆ０２Ｃ 3/28 6/18 6/18 Ｚ Ｆ２３Ｋ 1/02 Ｆ２３Ｋ 1/02 (72)発明者 出 健志 神奈川県川崎市川崎区浮島町２番１号 株 式会社東芝浜川崎工場内 (72)発明者 小野田 裕子 神奈川県川崎市川崎区浮島町２番１号 株 式会社東芝浜川崎工場内
Claims (10)
- 【請求項１】 燃料と水とを所定の圧力および温度のも
とで反応させて水素、炭化水素、一酸化炭素、二酸化炭
素を含む生ガスを生成する工程、得られた生ガスから残
分を分離して精製ガスを得る工程からなる燃料ガス化方
法。 - 【請求項２】 前記生ガス生成工程で燃料にアルカリ金
属、アルカリ土類金属の炭酸塩、酸化物、水酸化物、よ
り好ましくは、炭酸カルシウム、炭酸カリウム、炭酸ナ
トリウムあるいは酸化カルシウム、酸化カリウム、酸化
ナトリウムもしくは水酸化カルシウム、水酸化カリウ
ム、水酸化ナトリウムまたはこれらの混合物の、少なく
も１種を添加して反応させるようにしたことを特徴とす
る請求項１記載の燃料ガス化方法。 - 【請求項３】 前記生ガス生成工程において圧力を１０
〜６００ａｔａ、温度を３００〜９００°Ｃの範囲に保
持するようにしたことを特徴とする請求項１または２記
載の燃料ガス化方法。 - 【請求項４】 前記生ガス生成工程において燃料と水と
を該ガス精製工程で分離された残分を燃焼して得る燃焼
ガスまたはガスタービン排ガスを再燃させた燃焼ガスを
用いて反応させるようにしたことを特徴とする請求項
１、２または３記載の燃料ガス化方法。 - 【請求項５】 前記生ガス生成工程において水に代え
て、水蒸気あるいは超臨界水あるいは亜臨界水を使用す
るようにしたことを特徴とする請求項１、２、３または
４記載の燃料ガス化方法。 - 【請求項６】 微粉化した固体燃料に水を加えてスラリ
ーを作る燃料供給装置と、スラリーを受け入れ、燃料と
水とを反応させて生ガスを生成する生ガス生成部および
燃焼室を備えた酸化炉と、生ガス中に含まれる残分を分
離する精製装置とを備え、該生ガス生成部内のガス化反
応に伴う残分を燃焼させるように、前記燃焼室が生ガス
から分離した残分を受け入れ可能に構成されてなるガス
化装置。 - 【請求項７】 微粉化した固体燃料を受け入れ、燃料と
水とを反応させて生ガスを生成すると共に、生ガスから
残分を分離する部分ガス化炉と、ガス化反応用の水を加
熱する加熱部および燃焼室を備えた酸化炉とを備え、該
部分ガス化炉内のガス化反応に伴う残分を燃焼させるよ
うに、前記燃焼室が生ガスから分離した残分を受け入れ
可能に構成されてなるガス化装置。 - 【請求項８】 前記酸化炉の燃焼室が生ガスから分離し
た残分を受け入れるのに代えて、ガスタービン排ガスを
受け入れ可能に構成されることを特徴とする請求項６ま
たは７記載のガス化装置。 - 【請求項９】 前記酸化炉が流動床式酸化炉で構成さ
れることを特徴とする請求項６または８記載のガス化装
置。 - 【請求項１０】 前記酸化炉が蒸気を発生する蒸発管か
らなる蒸発器を備えることを特徴とする請求項６、８ま
たは９記載のガス化装置。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000176261A JP2001354974A (ja) | 2000-06-13 | 2000-06-13 | 燃料ガス化方法およびその装置 |
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| JP2000176261A JP2001354974A (ja) | 2000-06-13 | 2000-06-13 | 燃料ガス化方法およびその装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001354974A true JP2001354974A (ja) | 2001-12-25 |
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ID=18678000
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000176261A Withdrawn JP2001354974A (ja) | 2000-06-13 | 2000-06-13 | 燃料ガス化方法およびその装置 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001354974A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005041733A (ja) * | 2003-07-28 | 2005-02-17 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | バイオマスによる水素製造法 |
| JP2006143971A (ja) * | 2004-11-24 | 2006-06-08 | Gunma Univ | 水素の製造方法 |
| JP2009001826A (ja) * | 2008-09-03 | 2009-01-08 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | バイオマスのガス化方法 |
| JP2009500471A (ja) * | 2005-07-01 | 2009-01-08 | グレイトポイント・エナジー・インコーポレイテッド | 温和な接触水蒸気ガス化法 |
| JP2014034672A (ja) * | 2012-08-10 | 2014-02-24 | Naoshi Honda | 水素ガス作製装置および水素ガス作製方法 |
-
2000
- 2000-06-13 JP JP2000176261A patent/JP2001354974A/ja not_active Withdrawn
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005041733A (ja) * | 2003-07-28 | 2005-02-17 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | バイオマスによる水素製造法 |
| JP2006143971A (ja) * | 2004-11-24 | 2006-06-08 | Gunma Univ | 水素の製造方法 |
| JP4555949B2 (ja) * | 2004-11-24 | 2010-10-06 | 国立大学法人群馬大学 | 水素の製造方法 |
| JP2009500471A (ja) * | 2005-07-01 | 2009-01-08 | グレイトポイント・エナジー・インコーポレイテッド | 温和な接触水蒸気ガス化法 |
| JP2009001826A (ja) * | 2008-09-03 | 2009-01-08 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | バイオマスのガス化方法 |
| JP4665021B2 (ja) * | 2008-09-03 | 2011-04-06 | 三菱重工業株式会社 | バイオマスのガス化方法 |
| JP2014034672A (ja) * | 2012-08-10 | 2014-02-24 | Naoshi Honda | 水素ガス作製装置および水素ガス作製方法 |
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