JP2002038971A - 副生ガス利用ガス化複合発電システム - Google Patents
副生ガス利用ガス化複合発電システムInfo
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- JP2002038971A JP2002038971A JP2000231363A JP2000231363A JP2002038971A JP 2002038971 A JP2002038971 A JP 2002038971A JP 2000231363 A JP2000231363 A JP 2000231363A JP 2000231363 A JP2000231363 A JP 2000231363A JP 2002038971 A JP2002038971 A JP 2002038971A
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- product gas
- methanol
- gasification
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- 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]
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- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 高炉等からの副生ガスを利用して複合発電す
るにおいて、副生ガスに変動があっても一定の出力でシ
ステムを運転できる副生ガス利用ガス化複合発電システ
ムを提供する。 【解決手段】 高炉１０等からの副生ガスを利用してガ
スタービン１３と蒸気タービン１５を駆動し、他方ガス
化炉２０で発生したガス化ガスを用いてメタノールを合
成し、上記副生ガスの変動に応じてメタノールをガスタ
ービン１３に供給するようにしたものである。
るにおいて、副生ガスに変動があっても一定の出力でシ
ステムを運転できる副生ガス利用ガス化複合発電システ
ムを提供する。 【解決手段】 高炉１０等からの副生ガスを利用してガ
スタービン１３と蒸気タービン１５を駆動し、他方ガス
化炉２０で発生したガス化ガスを用いてメタノールを合
成し、上記副生ガスの変動に応じてメタノールをガスタ
ービン１３に供給するようにしたものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高炉等から排出さ
れる副生ガスを用いてガス化複合発電を行うための副生
ガス利用ガス化複合発電システムに関するものである。
れる副生ガスを用いてガス化複合発電を行うための副生
ガス利用ガス化複合発電システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、銑鉄を製造する高炉から排出され
る副生ガスは、ＣＯ分を２０％程度含んでおり、この副
生ガスを、ガスタービンと蒸気タービンからなる複合発
電システムの燃料に利用することが検討されている。
る副生ガスは、ＣＯ分を２０％程度含んでおり、この副
生ガスを、ガスタービンと蒸気タービンからなる複合発
電システムの燃料に利用することが検討されている。
【０００３】すなわち、副生ガスをガスタービンの燃焼
室で燃焼させてガスタービンを駆動し、その燃焼排ガス
の熱を回収して蒸気タービンを駆動して発電を行うこと
で、高炉からの副生ガスの有効利用が可能となる。
室で燃焼させてガスタービンを駆動し、その燃焼排ガス
の熱を回収して蒸気タービンを駆動して発電を行うこと
で、高炉からの副生ガスの有効利用が可能となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、高炉からの
副生ガスは、組成、流量が、３０〜１００％の範囲で、
大きく変動するため、効率よく運転することが困難であ
る。
副生ガスは、組成、流量が、３０〜１００％の範囲で、
大きく変動するため、効率よく運転することが困難であ
る。
【０００５】通常、ガスタービンを部分負荷で運転した
ときの効率は、急激に低下するため、負荷変動が大きく
変動する運転は好ましくない。
ときの効率は、急激に低下するため、負荷変動が大きく
変動する運転は好ましくない。
【０００６】そこで、副生ガスの変動に対して天然ガス
で補って一定負荷運転を行う場合、ガスタービン入口の
カロリーと流量をマッチングすることが困難であり、ま
た石炭ガス化炉の発生ガスで補う場合は、副生ガスの変
動幅が大きいと、炉のキャパシティが最大要求量に合わ
せて大きくならざるを得ず、ターンダウン（負荷調整）
にも限界がある。
で補って一定負荷運転を行う場合、ガスタービン入口の
カロリーと流量をマッチングすることが困難であり、ま
た石炭ガス化炉の発生ガスで補う場合は、副生ガスの変
動幅が大きいと、炉のキャパシティが最大要求量に合わ
せて大きくならざるを得ず、ターンダウン（負荷調整）
にも限界がある。
【０００７】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、高炉等からの副生ガスを利用して複合発電するにお
いて、副生ガスに変動があっても一定の出力でシステム
を運転できる副生ガス利用ガス化複合発電システムを提
供することにある。
し、高炉等からの副生ガスを利用して複合発電するにお
いて、副生ガスに変動があっても一定の出力でシステム
を運転できる副生ガス利用ガス化複合発電システムを提
供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の発明は、高炉等からの副生ガスを利用し
てガスタービンと蒸気タービンを駆動し、他方、ガス化
炉で発生したガス化ガスを用いてメタノールを合成して
貯蔵し、上記副生ガスの変動に応じて貯蔵したメタノー
ルをガスタービンに供給するようにした副生ガス利用ガ
ス化複合発電システムである。
に、請求項１の発明は、高炉等からの副生ガスを利用し
てガスタービンと蒸気タービンを駆動し、他方、ガス化
炉で発生したガス化ガスを用いてメタノールを合成して
貯蔵し、上記副生ガスの変動に応じて貯蔵したメタノー
ルをガスタービンに供給するようにした副生ガス利用ガ
ス化複合発電システムである。
【０００９】請求項２の発明は、合成したメタノールを
貯蔵し、その貯蔵したメタノールをガスタービンに供給
する請求項１記載の副生ガス利用ガス化複合発電システ
ムである。
貯蔵し、その貯蔵したメタノールをガスタービンに供給
する請求項１記載の副生ガス利用ガス化複合発電システ
ムである。
【００１０】請求項３の発明は、合成したメタノールを
オフガスとしてガスタービンに供給する請求項１又は２
記載の副生ガス利用ガス化複合発電システムである。
オフガスとしてガスタービンに供給する請求項１又は２
記載の副生ガス利用ガス化複合発電システムである。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適実施の形態を
添付図面に基づいて詳述する。
添付図面に基づいて詳述する。
【００１２】図１において、１０は高炉で、鉄鉱石を還
元したときの精製ガスが副生ガス（燃焼ガス）として排
気される。この副生ガスは、ＣＯを２０％程度含んでお
り、供給ライン１１を介して複合発電システム１２に供
給される。
元したときの精製ガスが副生ガス（燃焼ガス）として排
気される。この副生ガスは、ＣＯを２０％程度含んでお
り、供給ライン１１を介して複合発電システム１２に供
給される。
【００１３】複合発電システム１２は、ガスタービン１
３と排熱回収ボイラ（ＨＲＳＧ）１４と蒸気タービン１
５から構成される。
３と排熱回収ボイラ（ＨＲＳＧ）１４と蒸気タービン１
５から構成される。
【００１４】ガスタービン１３は、詳細は図示していな
いがタービンとコンプレッサと発電機とが連結され、そ
のタービンに燃焼ガスを供給する燃焼室が接続され、ま
たコンプレッサで圧縮された圧縮空気が燃焼室に供給さ
れるようになっている。
いがタービンとコンプレッサと発電機とが連結され、そ
のタービンに燃焼ガスを供給する燃焼室が接続され、ま
たコンプレッサで圧縮された圧縮空気が燃焼室に供給さ
れるようになっている。
【００１５】排熱回収ボイラ１４は、燃焼排ガスの流路
に、その燃焼排ガスの熱を回収する伝熱管が設けられて
構成され、その伝熱管で熱回収して得られた蒸気が蒸気
タービン１５に供給されるようになっている。
に、その燃焼排ガスの熱を回収する伝熱管が設けられて
構成され、その伝熱管で熱回収して得られた蒸気が蒸気
タービン１５に供給されるようになっている。
【００１６】さて、供給ライン１１からの副生ガスは、
ガスタービン１３の燃焼室に供給され、コンプレッサで
圧縮された空気で燃焼され、その燃焼ガスがタービンに
供給されてタービンを駆動して発電を行う。
ガスタービン１３の燃焼室に供給され、コンプレッサで
圧縮された空気で燃焼され、その燃焼ガスがタービンに
供給されてタービンを駆動して発電を行う。
【００１７】ガスタービン１３からの燃焼排ガスは、排
熱回収ボイラ１４に供給され、そこで熱回収されて排出
ライン１６から排気され、排熱回収ボイラ１４で熱回収
により得られた蒸気が蒸気タービン１５に供給され、蒸
気タービン１５を駆動して発電される。
熱回収ボイラ１４に供給され、そこで熱回収されて排出
ライン１６から排気され、排熱回収ボイラ１４で熱回収
により得られた蒸気が蒸気タービン１５に供給され、蒸
気タービン１５を駆動して発電される。
【００１８】さて、本発明においては、この複合発電シ
ステム１２に供給する燃料として高炉１０からの副生ガ
スと共にメタノールを供給し、かつ、副生ガスの変動に
応じてメタノールの供給量を調整するようにしたもので
ある。
ステム１２に供給する燃料として高炉１０からの副生ガ
スと共にメタノールを供給し、かつ、副生ガスの変動に
応じてメタノールの供給量を調整するようにしたもので
ある。
【００１９】先ず、深冷法を用いた空気分離設備１８
で、酸素と窒素が分離され、酸素がライン１９を介して
ガス化炉２０に供給され、また石炭や重質油がガス化炉
２０に供給されそこで部分燃焼されつつ還元されてＣ
Ｏ、Ｈ2 からなるガス化ガスが生成される。また窒素は
ライン２１を介して供給ライン１１に供給される。
で、酸素と窒素が分離され、酸素がライン１９を介して
ガス化炉２０に供給され、また石炭や重質油がガス化炉
２０に供給されそこで部分燃焼されつつ還元されてＣ
Ｏ、Ｈ2 からなるガス化ガスが生成される。また窒素は
ライン２１を介して供給ライン１１に供給される。
【００２０】ガス化炉２０で生成されたガス化ガスは、
ライン２２を介してメタノール合成反応器２４に供給さ
れ、そこで、下式によりメタノールが合成される。
ライン２２を介してメタノール合成反応器２４に供給さ
れ、そこで、下式によりメタノールが合成される。
【００２１】ＣＯ ＋ ２Ｈ2 → ＣＨ3 ＯＨ このメタノールの合成反応は、ＣＯに対してＨ2 がモル
比で２倍であり、ガス化炉２０で得られるガス化ガスの
ＣＯ、Ｈ2 組成比と異なるため、前段にＣＯシフト反応
器を設置し、下記の反応にてＣＯとＨ2 の組成比を調整
する。
比で２倍であり、ガス化炉２０で得られるガス化ガスの
ＣＯ、Ｈ2 組成比と異なるため、前段にＣＯシフト反応
器を設置し、下記の反応にてＣＯとＨ2 の組成比を調整
する。
【００２２】ＣＯ ＋ Ｈ2 Ｏ → ＣＯ2 ＋ Ｈ2 メタノール合成反応器２４で合成されたメタノールは、
そのままオフガスとしてオフガスライン２５を介して供
給ライン１１に供給し、また余剰のメタノールは、凝縮
させてメタノール貯蔵槽２６に貯蔵する。
そのままオフガスとしてオフガスライン２５を介して供
給ライン１１に供給し、また余剰のメタノールは、凝縮
させてメタノール貯蔵槽２６に貯蔵する。
【００２３】メタノール貯蔵槽２６に貯蔵されたメタノ
ールは、メタノール供給ライン２８を介して供給ライン
１１に供給される。
ールは、メタノール供給ライン２８を介して供給ライン
１１に供給される。
【００２４】以上において、高炉１０からの副生ガスに
変動があり、副生ガス量が少ないときには、メタノール
合成反応器２４で合成したメタノールをオフガスライン
２５を介して供給ライン１１に供給して副生ガスの不足
分を補い、またオフガスライン２５からのメタノールの
供給量が不足する場合には、メタノール供給ライン２８
から貯蔵したメタノールを供給することで、複合発電シ
ステム１２を一定負荷運転できる。この際、ガスタービ
ン１２入口でのカロリーと流量の両方をマッチングする
ことができる。
変動があり、副生ガス量が少ないときには、メタノール
合成反応器２４で合成したメタノールをオフガスライン
２５を介して供給ライン１１に供給して副生ガスの不足
分を補い、またオフガスライン２５からのメタノールの
供給量が不足する場合には、メタノール供給ライン２８
から貯蔵したメタノールを供給することで、複合発電シ
ステム１２を一定負荷運転できる。この際、ガスタービ
ン１２入口でのカロリーと流量の両方をマッチングする
ことができる。
【００２５】また、高炉１０からの副生ガスが十分に多
い場合には、メタノール合成反応器２４で合成したメタ
ノールをメタノール貯蔵槽２６に貯蔵する。これによ
り、ガス化炉２０の負荷をさほど変えずに運転しても副
生ガスの変動に対応できると共に余剰のメタノールは外
販も可能である。
い場合には、メタノール合成反応器２４で合成したメタ
ノールをメタノール貯蔵槽２６に貯蔵する。これによ
り、ガス化炉２０の負荷をさほど変えずに運転しても副
生ガスの変動に対応できると共に余剰のメタノールは外
販も可能である。
【００２６】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば、複合発電
システムは、副生ガスの変動にかかわらず、効率の高い
最大負荷で一定出力で運転できる。また石炭、重質油な
ど安価な燃料を用いてガス化炉でガス化し、これをメタ
ノールにして、副生ガスの変動による燃料の補給をおこ
なうため、ガスタービンでのカロリーと流量の両方をマ
ッチングすることができる。
システムは、副生ガスの変動にかかわらず、効率の高い
最大負荷で一定出力で運転できる。また石炭、重質油な
ど安価な燃料を用いてガス化炉でガス化し、これをメタ
ノールにして、副生ガスの変動による燃料の補給をおこ
なうため、ガスタービンでのカロリーと流量の両方をマ
ッチングすることができる。
【図１】本発明の一実施の形態を示す図である。
１０ 高炉 １２ 複合発電システム １３ ガスタービン １５ 蒸気タービン ２０ ガス化炉 ２４ メタノール合成反応器 ２６ メタノール貯蔵槽
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） Ｆ０２Ｃ 9/40 Ｆ０２Ｃ 9/40 Ａ
Claims (3)
- 【請求項１】 高炉等からの副生ガスを利用してガスタ
ービンと蒸気タービンを駆動し、他方、ガス化炉で発生
したガス化ガスを用いてメタノールを合成し、上記副生
ガスの変動に応じてメタノールをガスタービンに供給す
ることを特徴とする副生ガス利用ガス化複合発電システ
ム。 - 【請求項２】 合成したメタノールを貯蔵し、その貯蔵
したメタノールをガスタービンに供給する請求項１記載
の副生ガス利用ガス化複合発電システム。 - 【請求項３】 合成したメタノールをオフガスとしてガ
スタービンに供給する請求項１又は２記載の副生ガス利
用ガス化複合発電システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000231363A JP2002038971A (ja) | 2000-07-26 | 2000-07-26 | 副生ガス利用ガス化複合発電システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000231363A JP2002038971A (ja) | 2000-07-26 | 2000-07-26 | 副生ガス利用ガス化複合発電システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002038971A true JP2002038971A (ja) | 2002-02-06 |
Family
ID=18724212
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000231363A Pending JP2002038971A (ja) | 2000-07-26 | 2000-07-26 | 副生ガス利用ガス化複合発電システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002038971A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011075174A (ja) * | 2009-09-30 | 2011-04-14 | Hitachi Ltd | 水素含有燃料対応燃焼器および、その低ＮＯｘ運転方法 |
| JP2020045772A (ja) * | 2018-09-14 | 2020-03-26 | 一般財団法人電力中央研究所 | ガスタービン複合発電システム、ガスタービン複合発電方法 |
-
2000
- 2000-07-26 JP JP2000231363A patent/JP2002038971A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011075174A (ja) * | 2009-09-30 | 2011-04-14 | Hitachi Ltd | 水素含有燃料対応燃焼器および、その低ＮＯｘ運転方法 |
| JP2020045772A (ja) * | 2018-09-14 | 2020-03-26 | 一般財団法人電力中央研究所 | ガスタービン複合発電システム、ガスタービン複合発電方法 |
| JP7025310B2 (ja) | 2018-09-14 | 2022-02-24 | 一般財団法人電力中央研究所 | ガスタービン複合発電システム、ガスタービン複合発電方法 |
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