JP2004084489A - Total chain system - Google Patents

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JP2004084489A
JP2004084489A JP2002243225A JP2002243225A JP2004084489A JP 2004084489 A JP2004084489 A JP 2004084489A JP 2002243225 A JP2002243225 A JP 2002243225A JP 2002243225 A JP2002243225 A JP 2002243225A JP 2004084489 A JP2004084489 A JP 2004084489A
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Tadashi Tsuji
辻 正
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/16Combined cycle power plant [CCPP], or combined cycle gas turbine [CCGT]

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a total chain system that can consume carbon dioxide without emitting it to the environment. <P>SOLUTION: The total chain system comprises a CO<SB>2</SB>generation source 1 for consuming hydrocarbon fuel and recovering carbon dioxide, synthesis facilities 2 for combining hydrogen with carbon dioxide to synthesize hydrocarbon fuel, carbon dioxide transportation for transporting the carbon dioxide recovered in the CO<SB>2</SB>generation source 1 to the synthesis facilities 2, and fuel transportation for transporting the hydrocarbon fuel synthesized in the synthesis facilities 2 to the CO<SB>2</SB>generation source 1. The carbon dioxide transportation connects from the CO<SB>2</SB>generation source 1 to the synthesis facilities 2, and the fuel transportation connects from the synthesis facilities 2 to the CO<SB>2</SB>generation source 1. Carbon dioxide can be thus consumed without emission to the environment. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、二酸化炭素を環境に排出することなく消費することができるトータルチェーンシステムに関する。
【0002】
また、本発明は、二酸化炭素を環境に排出することなく消費することができるトータルチェーンシステムを構築するための燃料消費施設、炭化水素系燃料合成施設、二酸化炭素輸送設備及び燃料輸送設備に関する。
【0003】
【従来の技術】
エネルギー資源の有効利用と経済性の観点から、発電設備(発電プラント)では様々な高効率化が図られている。燃料を燃焼させるガスタービンを備えた発電プラントにおいては、水素を酸素と共に燃焼させてタービンを作動させるものが知られている。一方、メタノールやジメチルエーテル等の炭化水素系燃料を合成する設備では、二酸化炭素を原料として炭化水素系燃料を合成している。発電プラント側では水素が消費されて二酸化酸素が発生し、炭化水素系燃料を合成する設備では二酸化炭素に水素が添加されるようになっている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
近年、温暖化防止等の地球環境の点から、環境への二酸化炭素の放出が問題になってきている。そして、発電プラントの分野においても、排気ガス中の二酸化炭素を環境に排出しない様々な技術が実現されている。二酸化炭素の環境への放出を抑制する技術については、各技術分野を越えてトータルで効率よく解決する手段を開発する余地は十分に存在するのが現状である。
【0005】
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、二酸化炭素を環境に排出することなく消費することができるトータルチェーンシステムを提供することを目的とする。
【0006】
また、本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、二酸化炭素を環境に排出することなく消費することができるトータルチェーンシステムを構築することができる燃料消費施設、炭化水素系燃料合成施設、二酸化炭素輸送設備及び燃料輸送設備を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明のトータルチェーンシステムは、炭化水素系燃料が消費されて二酸化炭素が回収される燃料消費施設と、二酸化炭素に水素を合成することで炭化水素系燃料を合成する炭化水素系燃料合成施設と、燃料消費施設で回収された二酸化炭素を炭化水素系燃料合成施設側に輸送する二酸化炭素輸送設備と、炭化水素系燃料合成施設側で合成された炭化水素系燃料を燃料消費施設側に輸送する燃料輸送設備とからなり、燃料消費部施設から炭化水素系燃料合成施設側への間が二酸化炭素輸送設備で連結され、炭化水素系燃料合成施設側から燃料消費施設側への間が燃料輸送設備で連結されていることを特徴とする。
【0008】
そして、燃料消費施設側及び炭化水素系燃料合成施設側及び二酸化炭素輸送設備及び燃料輸送設備が3以上の複数存在することを特徴とする。
【0009】
また、燃料消費施設側は、燃料の受入れを行なう設備及び燃料の貯蔵を行なう設備を含むことを特徴とする。
【0010】
また、炭化水素系燃料合成施設側は、二酸化炭素の受入れを行なう設備及び二酸化炭素の貯蔵を行なう設備を含むことを特徴とする。
【0011】
また、圧縮機及び燃焼器及びタービンを備えたガスタービンであり、タービンの排気側には二酸化炭素回収手段が設けられ、燃焼器に燃料が投入されると共にタービンの排気は熱回収されて二酸化炭素回収手段で二酸化炭素が回収されることを特徴とする。
【0012】
また、燃料消費施設は、圧縮機及び燃焼器及びタービンを備えたガスタービンであり、タービンの排気が熱回収された後に圧縮機に導入され、燃焼器に燃料が投入されると共にタービンの排気から投入された燃料に見合って二酸化炭素が回収されることを特徴とする。
【0013】
また、タービンの排気は排熱回収ボイラで熱回収され、排熱回収ボイラで発生した蒸気により作動する蒸気タービンを備えたことを特徴とする。
【0014】
また、空気液化設備を備え、空気液化設備で生成された液体窒素がタービンの作動流体として使用されることを特徴とする。
【0015】
また、炭化水素系燃料合成施設は、電気分解装置で得られた水素により二酸化炭素を炭化水素系燃料に合成する施設であることを特徴とする。
【0016】
また、電気分解装置で得られた酸素を燃料消費施設側に輸送する酸素輸送設備を備えたことを特徴とする。
【0017】
また、炭化水素系燃料は、メタノールであることを特徴とする。
【0018】
また、炭化水素系燃料は、ジメチルエーテルであることを特徴とする。
【0019】
上記目的を達成するための本発明の燃料消費施設は、二酸化炭素を原料として得られた炭化水素系燃料により仕事を行なうことで二酸化炭素が発生することを特徴とする。
【0020】
そして、二酸化炭素を原料として得られた炭化水素系燃料が燃料輸送設備により輸送されて供給されることを特徴とする。
【0021】
また、燃料輸送設備で輸送される炭化水素系燃料は、炭化水素系燃料合成施設から運ばれることを特徴とする。
【0022】
また、発生した二酸化炭素を二酸化炭素輸送設備で輸送することを特徴とする。
【0023】
また、二酸化炭素輸送設備で輸送される二酸化炭素は炭化水素系燃料合成施設側に送られることを特徴とする。
【0024】
また、燃料消費施設は、圧縮機及び燃焼器及びタービンを備えたガスタービンであり、タービンの排気側には二酸化炭素回収手段が設けられ、燃焼器に燃料が投入されると共にタービンの排気は熱回収されて二酸化炭素回収手段で二酸化炭素が回収されることを特徴とする。
【0025】
また、燃料消費施設は、圧縮機及び燃焼器及びタービンを備えたガスタービンであり、タービンの排気が熱回収された後に圧縮機に導入され、燃焼器に燃料が投入されると共にタービンの排気から投入された燃料に見合って二酸化炭素が回収されることを特徴とする。
【0026】
また、炭化水素系燃料は、メタノールであることを特徴とする。
【0027】
また、炭化水素系燃料は、ジメチルエーテルであることを特徴とする。
【0028】
上記目的を達成するための本発明の炭化水素系燃料合成施設は、燃料消費施設側から発生した二酸化炭素に水素を合成することで炭化水素系燃料を合成することを特徴とする。
【0029】
そして、二酸化炭素が二酸化炭素輸送設備により輸送されて供給されることを特徴とする。
【0030】
また、合成された炭化水素系燃料を炭化水素系燃料輸送設備で輸送することを特徴とする。
【0031】
また、炭化水素系燃料輸送設備で輸送される炭化水素系燃料は、燃料消費施設側に送られることを特徴とする。
【0032】
また、炭化水素系燃料は、メタノールであることを特徴とする。
【0033】
また、炭化水素系燃料は、ジメチルエーテルであることを特徴とする。
【0034】
上記目的を達成するための本発明の二酸化炭素輸送設備は、燃料消費施設で回収された二酸化炭素を輸送することを特徴とする。
【0035】
上記目的を達成するための本発明の二酸化炭素輸送設備は、炭化水素系燃料合成施設側に二酸化炭素を輸送することを特徴とする。
【0036】
上記目的を達成するための本発明の二酸化炭素輸送設備は、燃料消費施設で回収された二酸化炭素を炭化水素系燃料合成施設側に輸送することを特徴とする。
【0037】
そして、燃料消費施設は、圧縮機及び燃焼器及びタービンを備えたガスタービンであり、タービンの排気側には二酸化炭素回収手段が設けられ、燃焼器に燃料が投入されると共にタービンの排気は熱回収されて二酸化炭素回収手段で二酸化炭素が回収されることを特徴とする。
【0038】
また、燃料消費施設は、圧縮機及び燃焼器及びタービンを備えたガスタービンであり、タービンの排気が熱回収された後に圧縮機に導入され、燃焼器に燃料が投入されると共にタービンの排気から投入された燃料に見合って二酸化炭素が回収されることを特徴とする。
【0039】
また、炭化水素系燃料合成施設側で合成される燃料は、メタノールであることを特徴とする。
【0040】
また、炭化水素系燃料合成施設側で合成される燃料は、ジメチルエーテルであることを特徴とする。
【0041】
上記目的を達成するための本発明の炭化水素系燃料輸送設備は、炭化水素系燃料合成施設で合成された炭化水素系燃料を輸送することを特徴とする。
【0042】
上記目的を達成するための本発明の炭化水素系燃料輸送設備は、燃料消費施設側に炭化水素系燃料を輸送することを特徴とする。
【0043】
上記目的を達成するための本発明の炭化水素系燃料輸送設備は、炭化水素系燃料合成施設で合成された炭化水素系燃料を燃料消費施設側に輸送することを特徴とする。
【0044】
そして、炭化水素系燃料は、メタノールであることを特徴とする。
【0045】
また、炭化水素系燃料は、ジメチルエーテルであることを特徴とする。
【0046】
また、燃料消費施設は、圧縮機及び燃焼器及びタービンを備えたガスタービンであり、タービンの排気側には二酸化炭素回収手段が設けられ、燃焼器に燃料が投入されると共にタービンの排気は熱回収されて二酸化炭素回収手段で二酸化炭素が回収されることを特徴とする。
【0047】
また、燃料消費施設は、圧縮機及び燃焼器及びタービンを備えたガスタービンであり、タービンの排気が熱回収された後に圧縮機に導入され、燃焼器に燃料が投入されると共にタービンの排気から投入された燃料に見合って二酸化炭素が回収されることを特徴とする。
【0048】
【発明の実施の形態】
図1には本発明の一実施形態例に係るトータルチェーンシステムの全体概略構成を示してある。
【0049】
本願発明のトータルチェーンシステムは、燃料(炭化水素系燃料:メタノール、ジメチルエーテル)が消費されて二酸化炭素(CO2 )が回収される燃料消費施設としての発電所等のCO2 発生源1と、CO2 に水素H2 を反応(合成)させててMeOH(メタノール:CH3 OH)に変換したり、MeOHからDME(ジメチルエーテル:CH3 OCH3 )を合成する炭化水素系燃料合成施設としての合成施設2とを備えている。合成施設2には、電気分解施設3で水の電気分解を行なって得られた水素H2 が供給される。電気分解施設3で得られた酸素O2 は液体酸素施設4に貯蔵される。
【0050】
CO2 発生源1には回収されたCO2 を液体CO2 (L−CO2 )とする燃料消費施設側としての液化炭酸施設5が併設されている。また、CO2 発生源1にはMeOHやDMEを受け入れる燃料受入施設6及び液体酸素を受け入れる液体酸素受入施設7が併設されている。一方、合成施設2にはL−CO2 を原料のCO2 を得る炭化水素系燃料合成施設側としてのCO2 原料施設8が併設されている。
【0051】
液化炭酸施設5からのL−CO2 は、二酸化炭素輸送設備としての、例えば、L−CO2 輸送船9でCO2 原料施設8に輸送される。合成施設2からのMeOHやDMEは燃料輸送設備としての、例えば、輸送船10で燃料受入施設6に輸送される。二酸化炭素輸送設備及び燃料輸送設備としては、L−CO2 輸送船9や輸送船10の他にパイプライン等が考えられる。MeOHを輸送する場合の輸送船10は、例えば、油タンカーが用いられ、DMEを輸送する場合の輸送船10は、例えば、冷凍タンカー(−40度)が用いられる。液体酸素施設4からの液体酸素(L−O2 )はL−O2 輸送船11で液体酸素受入施設7に輸送される。また、液体酸素受入施設7には空気液化施設12からのL−O2 も受入れ可能である。
【0052】
尚、二酸化炭素輸送設備や燃料輸送設備は、車や液体パイプラインやガスパイプライン等、輸送船以外であっても適用可能である。また、L−O2 輸送船11としても車や液体パイプラインやガスパイプライン等が適用可能である。
【0053】
CO2 発生源1、液化炭酸施設5、燃料受入施設6、液体酸素受入施設7及び空気液化施設12が燃料消費地15に設置され、合成施設2、電気分解施設3、液体酸素施設4及びCO2 原料施設8が燃料供給地16に設置される。尚、燃料消費地15では空気液化施設12からもL−O2 を供給することができるので、液体酸素施設4からのL−O2 輸送船11による液体酸素受入施設7へのL−O2 の輸送は、本発明では必ずしも構成しなくてもよい。また、燃料消費地15及び燃料供給地16を複数存在させ、それぞれの間に輸送設備を設けてトータルチェーンシステムを構築することも可能である。
【0054】
上述したトータルチェーンシステムは、燃料消費地15で発電等における燃焼によりH2 OとCO2 が発生し、発生したCO2 は燃料供給地16に輸送される。燃料供給地16では輸送されたCO2 に水素H2 が添加され、(CO2 +H2 )を含有する炭化水素系燃料として燃料消費地15に輸送される。つまり、燃料消費量とCO2 量の関係が保存される。つまり、水素H2 の搬送媒体として炭化水素系燃料が用いられ、CO2 は循環して環境には全く排出されない。
【0055】
上述したトータルチェーンシステムでは、発電所等のCO2 発生源1で発生したCO2 が液化炭酸施設5でL−CO2 とされ、L−CO2 はL−CO2 輸送船9でCO2 原料施設8に輸送される。CO2 原料施設8のCO2 は合成施設2で電気分解施設3で得られたH2 を反応(合成)させててMeOHに変換し、さらにはそのMeOHからDMEを合成する。合成施設2からのMeOHもしくはDMEは輸送船10で燃料受入施設6に輸送される。そして、CO2 発生源1では燃料受入施設6に受け入れられたMeOHもしくはDMEが燃料として消費されてCO2 が発生する。
【0056】
また、電気分解施設3で得られたO2 が液体酸素施設4からL−O2 輸送船11で液体酸素受入施設7に輸送され、液体酸素受入施設7には空気液化施設12からのL−O2 も受け入れられる。液体酸素受入施設7のL−O2 (O2 )はCO2 発生源1で燃焼等で消費される。
【0057】
従って、燃料を消費するCO2 発生源1(発電所等)においてCO2 を回収し、それを原料としてMeOHやDMEの燃料に変換される。トータルチェーンシステムでは、CO2 の総量は変わらず燃料系内で循環するのみであり、例えば、大型火力発電所等においてCO2 を多量に発生しても、地球環境への影響は全くない。本質的には、燃料消費量とCO2 量の関係が保存されているため、トータルチェーンシステムは、H2 の搬送媒体としてCO2 (CO2 とH2 を原料とする化学品)を用いる技術とみることもできる。
【0058】
【実施例】
以下、図2乃至図4に基づいて図1に示したトータルチェーンシステムにおけるCO2 発生源1の具体的な実施例を説明する。図2には第1実施例に係るCO2 発生源1の系統、図3には第2実施例に係るCO2 発生源1の系統、図4には第3実施例に係るCO2 発生源1の系統を示してある。
【0059】
図2に基づいてCO2 発生源1の第1実施例を説明する。
【0060】
図に示すように、圧縮機21、燃焼器22、タービン23及び発電機24を備えたガスタービン25が備えられ、タービン23の排気ガスが第1排熱回収ボイラ26で熱回収される。タービン23の排気ガスは第1排熱回収ボイラ26で熱回収された後再び圧縮機21に送られる。
【0061】
第1排熱回収ボイラ26の下流側では、燃焼器22に投入される燃料に見合った量のH2 O及び(CO2 +H2 O)が排出され、分離されたCO2 が液化炭酸施設5に回収される。
【0062】
第1排熱回収ボイラ26で発生した蒸気は第2排熱回収ボイラ28から蒸気とともに第2燃焼器20で昇温されて第1蒸気タービン27に送られ、第1蒸気タービン27の排気蒸気は第2排熱回収ボイラ28で熱回収されて第2蒸気タービン29に送られる。第1蒸気タービン27及び第2蒸気タービン29にはそれぞれ発電機31,32が設けられ、第1蒸気タービン27及び第2蒸気タービン29の作動により発電機31,32で発電が行なわれる。
【0063】
第2排熱回収ボイラ28で熱回収された排気蒸気は復水器33で復水され、復水器33からの復水は給水ポンプ34により第1排熱回収ボイラ26及び第2排熱回収ボイラ28に給水される。第2排熱回収ボイラ28で熱回収され減温した蒸気は第2蒸気タービン29に送られる。
【0064】
復水器33では、第2燃焼器20に投入される燃料とO2 に見合った量のH2 O及びCO2 が排出され、CO2 は液化炭酸施設5に回収される。
【0065】
燃料受入施設6からの燃料(MeOHもしくはDME)fはガスタービン25の燃焼器22及び第1蒸気タービン27の第2燃焼器20に供給される。また、液体酸素受入施設7からのL−O2 (O2 )はガスタービン25の燃焼器22及び第1蒸気タービン27の第2燃焼器20に供給される。
【0066】
空気液化施設12からの液体窒素(L−N2 )はN2 作動の深冷タービン発電設備36に送られ、深冷タービン発電設備36には燃料受入施設6からの燃料(MeOHもしくはDME)f及び液体酸素受入施設7からのL−O2 (O2 )あるいは必要に応じて天然ガスその他の燃料が送られる。
【0067】
図2に示した第1実施例に係るCO2 発生源1には、燃焼蒸気タービンが備えられ、燃料(MeOHもしくはDME、天然ガス等)を消費する発電所においては純O2 を用いる閉サイクル発電が採用されている。閉サイクル発電では、CO2 を100%回収、つまり、環境へのCO2 の放出はゼロとできる。
【0068】
また、純O2 を空気液化施設12で供給する場合、副生するL−N2 をN2 作動の深冷タービン発電設備36での発電に利用し尽くして、ガス市場への出荷をせず、市場の圧迫を回避することができる。深冷タービン発電設備36は純O2 を使用するが、燃料はMeOHもしくはDME、天然ガス等に限らず自由である。
【0069】
そして、回収されるCO2 とバランスするMeOHもしくはDMEを消費するため、環境へのCO2 の排出はない。
【0070】
図3に基づいてCO2 発生源1の第2実施例を説明する。
【0071】
図に示すように、空気を送り出す圧縮機41、燃焼器42、タービン43及び発電機44を備えたガスタービン45が備えられ、タービン43の作動により発電機44で電力が取り出される。タービン43の排気ガスが排熱回収ボイラ46で熱回収される。タービン43の排気ガスは排熱回収ボイラ46で熱回収された後CO2 回収設備47でCO2 が回収され、図示しない液化炭酸施設から合成施設2に送られる。CO2 の除去された排気は煙突48から大気に放出される。排熱回収ボイラ46で発生した蒸気は蒸気プラント49で動力回収され、動力回収された蒸気は復水されて排熱回収ボイラ46に給水される。
【0072】
図3に示した第2実施例に係るCO2 発生源1は、開サイクル発電(空気中のO2 を用いるので純O2 は不要)のため、排気ガス中のCO2 をCO2 回収設備47により回収している。合成施設2には水素供給施設(電気分解施設3や化学プロセス)からのH2 が送られ、水素供給施設からのH2 と回収したCO2 でMeOHもしくはDME他の合成を行なう。回収されたCO2 とバランスしたMeOHもしくはDMEを消費するとき、CO2 を環境に放出することもなく、また、生成するMeOHもしくはDMEを原料市場に出荷して市場規模を圧迫することもない。
【0073】
また、開サイクル発電でのCO2 の回収は必ずしも100%回収とはならないが、一部回収であっても環境への放出が削減でき、環境保全に有効である。燃料系内の循環量バランスはCO2 回収設備47で回収されたCO2 で成立するため、放出されるCO2 に見合う量についてはその他の燃料(天然ガス他)を投入する。つまり、燃焼器42でMeOHもしくはDMEとその他の燃料との混合燃焼が行なわれる。その他の燃料をMeOHもしくはDMEと同種とするときは、燃焼器42での混合燃焼をする必要はないが、燃料受入施設6への燃料の補充に見合って供給系を大きくしておくことになる。
【0074】
図4に基づいてCO2 発生源1の第3実施例を説明する。尚、図2に示した第1実施例と同一部材には同一符号を付して重複する説明は省略してある。
【0075】
図に示すように、第3実施例のCO2 発生源1は、燃焼蒸気タービンに代えて、通常の蒸気タービン設備としている。このため、第2燃焼器20及び第2排熱回収ボイラ28は設けていない。また、燃料受入施設6からの燃料(MeOHもしくはDME)、及び液体酸素受入施設7からのL−O2 (O2 )は、空気液化施設12で熱交換により気体としたのち燃焼器22に供給される。
【0076】
深冷タービン発電設備36には燃焼器52及びタービン54が備えられ、タービン54の作動により発電機53で電力が取り出される。燃料受入施設6からの燃料(MeOHもしくはDME)、及び液体酸素受入施設7からのL−O2 (O2 )、その他の燃料(LNG)は空気液化施設12で気化されたのち燃焼器52に供給される。また、空気液化施設12からのL−N2 が液体窒素受入施設51に溜められ、空気液化施設12で気体に転換されてから燃焼器52に供給される。
【0077】
図4には示した第3実施例に係るCO2 発生源1は、閉サイクルガスタービン発電と通常の蒸気タービン設備との複合発電設備とされ、CO2 の回収が閉サイクル系のみから行なわれている。燃料としてDMEを適用し、DMEを−25℃以下で取り扱う場合、その冷熱を空気液化施設12で利用している。つまり、DMEを気化・昇温して発電設備に使用する条件に調整している。これは同時に、空気液化施設12にとっては、液化に必要な深冷冷熱の節約を図ることになる。その他の燃料(LNG)においてもその気化の際の冷熱を空気液化施設12で空気液化に利用している。
【0078】
【発明の効果】
本発明のトータルチェーンシステムは、炭化水素系燃料が消費されて二酸化炭素が回収される燃料消費施設と、二酸化炭素に水素を合成することで炭化水素系燃料を合成する炭化水素系燃料合成施設と、燃料消費施設で回収された二酸化炭素を炭化水素系燃料合成施設側に輸送する二酸化炭素輸送設備と、炭化水素系燃料合成施設側で合成された炭化水素系燃料を燃料消費施設側に輸送する燃料輸送設備とからなり、燃料消費部施設から炭化水素系燃料合成施設側への間が二酸化炭素輸送設備で連結され、炭化水素系燃料合成施設側から燃料消費施設側への間が燃料輸送設備で連結されているので、二酸化炭素を環境に排出することなく循環媒体として(形態を変えるが)繰返リサイクルするトータルチェーンシステムとすることが可能になる。
【0079】
そして、燃料消費施設側及び炭化水素系燃料合成施設側及び二酸化炭素輸送設備及び燃料輸送設備が3以上の複数存在するので、つまり、燃料消費施設側及び炭化水素系燃料合成施設側及び二酸化炭素輸送設備及び燃料輸送設備を1対1とする場合以外に3以上の複数存在する場合もあり、燃料消費施設側と炭化水素系燃料合成施設側の組み合わせの自由度を高めることができる。
【0080】
また、燃料消費施設側は、燃料の受入れを行なう設備及び燃料の貯蔵を行なう設備を含むので、燃料の受入れ以降の燃料の貯蔵を含めてに伴う二酸化炭素は環境に排出しないトータルチェーンサブシステムとすることが可能になる。
【0081】
また、炭化水素系燃料合成施設側は、二酸化炭素の受入れを行なう設備及び二酸化炭素の貯蔵を行なう設備を含むので、二酸化炭素の受入れ以降の二酸化炭素の貯蔵を含めて二酸化炭素を環境に排出することなく原料としての消費に伴う二酸化炭素は環境に排出しないトータルチェーンサブシステムとすることが可能になる。
【0082】
また、圧縮機及び燃焼器及びタービンを備えたガスタービンであり、タービンの排気側には二酸化炭素回収手段が設けられ、燃焼器に燃料が投入されると共にタービンの排気は熱回収されて二酸化炭素回収手段で二酸化炭素が回収されるので、即ち、圧縮機及び燃焼器及びタービンを備えたガスタービンについて、タービンの排気側には二酸化炭素回収手段が設けられているので、燃焼器に燃料が投入されたあとタービンの排気は熱回収ののち、二酸化炭素回収手段で二酸化炭素が回収されるので、ガスタービン熱回収の系統で二酸化炭素を回収してその二酸化炭素を環境に排出することなく再循環のできるトータルチェーンシステムとすることが可能になる。
【0083】
また、燃料消費施設は、圧縮機及び燃焼器及びタービンを備えたガスタービンであり、タービンの排気が熱回収された後に圧縮機に導入され、燃焼器に燃料が投入されると共にタービンの排気から投入された燃料に見合って二酸化炭素が回収されるので、即ち、圧縮機及び燃焼器及びタービンを備えたガスタービンであり、タービンの排気が熱回収された後に圧縮機に導入されているので、燃焼器に燃料が投入されたあとタービンの排気として投入された燃料に見合って二酸化炭素が排出・回収されるので、ガスタービンで二酸化炭素を回収してその二酸化炭素を環境に排出することなく再循環のできるトータルチェーンシステムとすることが可能になる。
【0084】
また、タービンの排気は排熱回収ボイラで熱回収され、排熱回収ボイラで発生した蒸気により作動する蒸気タービンを備えたので、蒸気タービンを含めた複合発電設備で二酸化炭素を環境に排出することなく再循環のできるトータルチェーンシステムとすることが可能になる。
【0085】
また、空気液化設備を備え、空気液化設備で生成された液体窒素がタービンの作動流体として使用されるので、空気液化設備と液体窒素タービンを含めて二酸化炭素を環境に排出することなく再循環のできるトータルチェーンシステムにおいて酸素と窒素を燃料消費側サブシステムで全量使用し尽くすことが可能になる。
【0086】
また、炭化水素系燃料合成施設は、電気分解装置で得られた水素により二酸化炭素を炭化水素系燃料に合成する施設であるので、電気分解装置を含めて二酸化炭素を環境に排出することなく再循環のできるトータルチェーンシステムとすることが可能になる。
【0087】
また、電気分解装置で得られた酸素を燃料消費施設側に輸送する酸素輸送設備を備えたので、酸素を利用して二酸化炭素を環境に排出することなく再循環のできるトータルチェーンシステムとすることが可能になる。
【0088】
また、炭化水素系燃料は、メタノールであるので、メタノールを用いた二酸化炭素を環境に排出することなく最循環のできるトータルチェーンシステムとすることが可能になる。
【0089】
また、炭化水素系燃料は、ジメチルエーテルであるので、ジメチルエーテルを用いた二酸化炭素を環境に排出することなく再循環のできるトータルチェーンシステムとすることが可能になる。
【0090】
本発明の燃料消費施設は、二酸化炭素を原料として得られた炭化水素系燃料により仕事を行なうことで二酸化炭素が発生するので、即ち、炭化水素系燃料を発電に使用することで二酸化炭素が発生するので、二酸化炭素を環境に排出することなく再循環のできるトータルチェーンサブシステムを構築することができる燃料消費施設となる。
【0091】
そして、二酸化炭素を原料として得られた炭化水素系燃料が燃料輸送設備により輸送されて供給されるので、燃料輸送設備を含めて二酸化炭素を環境に排出することなく再循環のできるトータルチェーンサブシステムを構築することができる燃料消費施設となる。
【0092】
また、燃料輸送設備で輸送される炭化水素系燃料は、炭化水素系燃料合成施設から運ばれるので、炭化水素系燃料合成施設を含めて二酸化炭素を環境に排出することなく再循環のできるトータルチェーンサブシステムを構築することができる燃料消費施設となる。
【0093】
また、発生した二酸化炭素を二酸化炭素輸送設備で輸送するので、二酸化炭素輸送設備を含めて二酸化炭素を環境に排出することなく再循環のできるトータルチェーンサブシステムを構築することができる燃料消費施設となる。
【0094】
また、二酸化炭素輸送設備で輸送される二酸化炭素は炭化水素系燃料合成施設側に送られるので、二酸化炭素輸送設備を含めて二酸化炭素を環境に排出することなく再循環のできるトータルチェーンサブシステムを構築することができる燃料消費施設となる。
【0095】
また、燃料消費施設は、圧縮機及び燃焼器及びタービンを備えたガスタービンであり、タービンの排気側には二酸化炭素回収手段が設けられ、燃焼器に燃料が投入されると共にタービンの排気は熱回収されて二酸化炭素回収手段で二酸化炭素が回収されるので、ガスタービンを含めて二酸化炭素を環境に排出することなく再循環のできるトータルチェーンサブシステムを構築することができる燃料消費施設となる。
【0096】
また、燃料消費施設は、圧縮機及び燃焼器及びタービンを備えたガスタービンであり、タービンの排気が熱回収された後に圧縮機に導入され、燃焼器に燃料が投入されると共にタービンの排気から投入された燃料に見合って二酸化炭素が回収されるので、ガスタービンを含めて二酸化炭素を環境に排出することなく再循環のできるトータルチェーンサブシステムを構築することができる燃料消費施設となる。
【0097】
また、炭化水素系燃料は、メタノールであるので、メタノールを使用して二酸化炭素を環境に排出することなく再循環のできるトータルチェーンサブシステムを構築することができる燃料消費施設となる。
【0098】
また、炭化水素系燃料は、ジメチルエーテルであるので、ジメチルエーテルを使用して二酸化炭素を環境に排出することなく再循環のできるトータルチェーンサブシステムを構築することができる燃料消費施設となる。
【0099】
本発明の炭化水素系燃料合成施設は、燃料消費施設側から発生した二酸化炭素に水素を合成することで炭化水素系燃料を合成するので、二酸化炭素を環境に排出することなく再循環のできるトータルチェーンサブシステムを構築することができる炭化水素系燃料合成施設となる。
【0100】
そして、二酸化炭素が二酸化炭素輸送設備により輸送されて供給されるので、二酸化炭素輸送設備を含めて二酸化炭素を環境に排出することなく再循環のできるトータルチェーンサブシステムを構築することができる炭化水素系燃料合成施設となる。
【0101】
また、合成された炭化水素系燃料を炭化水素系燃料輸送設備で輸送するので、炭化水素系燃料輸送設備を含めて二酸化炭素を環境に排出することなく再循環のできるトータルチェーンサブシステムを構築することができる炭化水素系燃料合成施設となる。
【0102】
また、炭化水素系燃料輸送設備で輸送される炭化水素系燃料は、燃料消費施設側に送られるので、燃料消費施設側を含めて二酸化炭素を環境に排出することなく再循環のできるトータルチェーンサブシステムを構築することができる炭化水素系燃料合成施設となる。
【0103】
また、炭化水素系燃料は、メタノールであるので、メタノールを使用して二酸化炭素を環境に排出することなく再循環のできるトータルチェーンサブシステムを構築することができる炭化水素系燃料合成施設となる。
【0104】
また、炭化水素系燃料は、ジメチルエーテルであるので、ジメチルエーテルを使用して二酸化炭素を環境に排出することなく再循環のできるトータルチェーンサブシステムを構築することができる炭化水素系燃料合成施設となる。
【0105】
本発明の二酸化炭素輸送設備は、燃料消費施設で回収された二酸化炭素を輸送するので、二酸化炭素を環境に排出することなく再循環のできるトータルチェーンサブシステムを連結することができる二酸化炭素輸送設備となる。
【0106】
本発明の二酸化炭素輸送設備は、炭化水素系燃料合成施設側に二酸化炭素を輸送するので、炭化水素系燃料合成施設側を含めて二酸化炭素を環境に排出することなく再循環のできるトータルチェーンサブシステムを連結することができる二酸化炭素輸送設備となる。
【0107】
本発明の二酸化炭素輸送設備は、燃料消費施設で回収された二酸化炭素を炭化水素系燃料合成施設側に輸送するので、燃料消費施設及び炭化水素系燃料合成施設側を含めて二酸化炭素を環境に排出することなく再循環のできるトータルチェーンサブシステムを連結することができる二酸化炭素輸送設備となる。
【0108】
そして、燃料消費施設は、圧縮機及び燃焼器及びタービンを備えたガスタービンであり、タービンの排気側には二酸化炭素回収手段が設けられ、燃焼器に燃料が投入されると共にタービンの排気は熱回収されて二酸化炭素回収手段で二酸化炭素が回収されるので、ガスタービンを含めて二酸化炭素を環境に排出することなく再循環のできるトータルチェーンサブシステムを連結することができる二酸化炭素輸送設備となる。
【0109】
また、燃料消費施設は、圧縮機及び燃焼器及びタービンを備えたガスタービンであり、タービンの排気が熱回収された後に圧縮機に導入され、燃焼器に燃料が投入されると共にタービンの排気から投入された燃料に見合って二酸化炭素が回収されるので、ガスタービンを含めて二酸化炭素を環境に排出することなく再循環のできるトータルチェーンサブシステムを連結することができる二酸化炭素輸送設備となる。
【0110】
また、炭化水素系燃料合成施設側で合成される燃料は、メタノールであるので、メタノールを使用した二酸化炭素を環境に排出することなく再循環のできるトータルチェーンサブシステムを連結することができる二酸化炭素輸送設備となる。
【0111】
また、炭化水素系燃料合成施設側で合成される燃料は、ジメチルエーテルであるので、ジメチルエーテルを使用した二酸化炭素を環境に排出することなく再循環のできるトータルチェーンサブシステムを連結することができる二酸化炭素輸送設備となる。
【0112】
本発明の炭化水素系燃料輸送設備は、炭化水素系燃料合成施設で合成された炭化水素系燃料を輸送するので、二酸化炭素を環境に排出することなく再循環のできるトータルチェーンサブシステムを連結することができる炭化水素系燃料輸送設備をなる。
【0113】
本発明の炭化水素系燃料輸送設備は、燃料消費施設側に炭化水素系燃料を輸送するので、燃料消費施設側を含めて二酸化炭素を環境に排出することなく再循環できるトータルチェーンサブシステムを連結することができる炭化水素系燃料輸送設備となる。
【0114】
本発明の炭化水素系燃料輸送設備は、炭化水素系燃料合成施設で合成された炭化水素系燃料を燃料消費施設側に輸送するので、炭化水素系燃料合成施設及び燃料消費施設側を含めて二酸化炭素を環境に排出することなく再循環のできるトータルチェーンサブシステムを連結することができる炭化水素系燃料輸送設備となる。
【0115】
そして、炭化水素系燃料は、メタノールであるので、メタノールを使用して二酸化炭素を環境に排出することなく再循環のできるトータルチェーンサブシステムを構築することができる炭化水素系燃料輸送設備となる。
【0116】
また、炭化水素系燃料は、ジメチルエーテルであるので、ジメチルエーテルを使用して二酸化炭素を環境に排出することなく再循環のできるトータルチェーンサブシステムを連結することができる炭化水素系燃料輸送設備となる。
【0117】
また、燃料消費施設は、圧縮機及び燃焼器及びタービンを備えたガスタービンであり、タービンの排気側には二酸化炭素回収手段が設けられ、燃焼器に燃料が投入されると共にタービンの排気は熱回収されて二酸化炭素回収手段で二酸化炭素が回収されるので、ガスタービンを含めて二酸化炭素を環境に排出することなく再循環のできるトータルチェーンサブシステムを連結することができる炭化水素系燃料輸送設備となる。
【0118】
また、燃料消費施設は、圧縮機及び燃焼器及びタービンを備えたガスタービンであり、タービンの排気が熱回収された後に圧縮機に導入され、燃焼器に燃料が投入されると共にタービンの排気から投入された燃料に見合って二酸化炭素が回収されるので、ガスタービンを含めて二酸化炭素を環境に排出することなく再循環のできるトータルチェーンサブシステムを連結することができる炭化水素系燃料輸送設備となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態例に係るトータルチェーンシステムの全体概略構成図。
【図2】第1実施例に係るCO2 発生源1の系統図。
【図3】第2実施例に係るCO2 発生源1の系統図。
【図4】第3実施例に係るCO2 発生源1の系統図。
【符号の説明】
1 CO2 発生源
2 合成施設
3 電気分解施設
4 液体酸素施設
5 液化炭酸施設
6 燃料受入施設
7 液体酸素受入施設
8 CO2 原料施設
9 L−CO2 輸送船
10 輸送船
11 L−O2 輸送船
12 空気液化施設
15 燃料消費地
16 燃料供給地
20 第2燃焼器
21 圧縮機
22 燃焼器
23 タービン
24 発電機
25 ガスタービン
26 第1排熱回収ボイラ
27 第2蒸気タービン
28 第2排熱回収ボイラ
29 第2蒸気タービン
31,32 発電機
33 復水器
34 給水ポンプ
36 深冷タービン発電設備
41 圧縮機
42 燃焼器
43 タービン
44 発電機
45 ガスタービン
46 排熱回収ボイラ
47 CO2 回収設備
48 煙突
49 蒸気プラント
51 液体窒素受入施設
52 燃焼器
54 タービン
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a total chain system that can consume carbon dioxide without discharging it to the environment.
[0002]
The present invention also relates to a fuel consumption facility, a hydrocarbon-based fuel synthesis facility, a carbon dioxide transport facility, and a fuel transport facility for constructing a total chain system capable of consuming carbon dioxide without discharging it to the environment.
[0003]
[Prior art]
From the viewpoint of effective use of energy resources and economic efficiency, various high efficiencies have been achieved in power generation facilities (power generation plants). BACKGROUND ART In a power plant including a gas turbine that burns fuel, there is known a power plant that burns hydrogen together with oxygen to operate the turbine. On the other hand, in a facility for synthesizing a hydrocarbon fuel such as methanol or dimethyl ether, a hydrocarbon fuel is synthesized using carbon dioxide as a raw material. On the power plant side, hydrogen is consumed to generate oxygen dioxide, and hydrogen is added to carbon dioxide in a facility for synthesizing a hydrocarbon-based fuel.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In recent years, emission of carbon dioxide to the environment has become a problem from the viewpoint of global environment such as prevention of global warming. In the field of power plants, various technologies that do not emit carbon dioxide in exhaust gas to the environment have been realized. At present, there is ample room to develop means for efficiently solving total and beyond technologies in technologies that suppress the release of carbon dioxide into the environment.
[0005]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to provide a total chain system that can consume carbon dioxide without discharging it to the environment.
[0006]
Further, the present invention has been made in view of the above circumstances, and a fuel consuming facility, a hydrocarbon-based fuel synthesis facility, and a carbon dioxide consuming system that can construct a total chain system capable of consuming carbon dioxide without discharging it to the environment. It is an object to provide a carbon transport facility and a fuel transport facility.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a total chain system of the present invention synthesizes a hydrocarbon fuel by synthesizing hydrogen into carbon dioxide and a fuel consuming facility in which hydrocarbon fuel is consumed and carbon dioxide is recovered. A hydrocarbon-based fuel synthesis facility, a carbon dioxide transport facility that transports the carbon dioxide collected at the fuel-consuming facility to the hydrocarbon-based fuel synthesis facility, and a hydrocarbon-based fuel synthesized at the hydrocarbon-based fuel synthesis facility. It consists of fuel transport equipment for transporting to the fuel consuming facility side, and the connection from the fuel consuming department facility to the hydrocarbon fuel synthesis facility side is connected by a carbon dioxide transport facility, and the hydrocarbon fuel synthesis facility side to the fuel consuming facility side Are connected by a fuel transport facility.
[0008]
Further, there are three or more fuel consumption facilities, hydrocarbon fuel synthesis facilities, carbon dioxide transport facilities and fuel transport facilities.
[0009]
Further, the fuel consumption facility side is characterized by including a facility for receiving fuel and a facility for storing fuel.
[0010]
The hydrocarbon-based fuel synthesis facility includes a facility for receiving carbon dioxide and a facility for storing carbon dioxide.
[0011]
Further, the gas turbine includes a compressor, a combustor, and a turbine, and a carbon dioxide recovery unit is provided on an exhaust side of the turbine. The fuel is supplied to the combustor, and the exhaust gas of the turbine is recovered by heat. It is characterized in that carbon dioxide is recovered by the recovery means.
[0012]
The fuel consuming facility is a gas turbine including a compressor, a combustor, and a turbine.The exhaust gas of the turbine is introduced into the compressor after heat recovery, and the fuel is supplied to the combustor and the exhaust gas of the turbine is discharged from the turbine. It is characterized in that carbon dioxide is recovered according to the input fuel.
[0013]
Further, the exhaust gas of the turbine is recovered by an exhaust heat recovery boiler, and a steam turbine operated by steam generated by the exhaust heat recovery boiler is provided.
[0014]
In addition, an air liquefaction facility is provided, and the liquid nitrogen generated by the air liquefaction facility is used as a working fluid of the turbine.
[0015]
Further, the hydrocarbon-based fuel synthesis facility is characterized in that it is a facility for synthesizing carbon dioxide into hydrocarbon-based fuel using hydrogen obtained by the electrolyzer.
[0016]
Further, an oxygen transport facility for transporting oxygen obtained by the electrolyzer to a fuel consuming facility is provided.
[0017]
Further, the hydrocarbon fuel is methanol.
[0018]
Further, the hydrocarbon fuel is dimethyl ether.
[0019]
In order to achieve the above object, the fuel consumption facility of the present invention is characterized in that carbon dioxide is generated by performing work with a hydrocarbon-based fuel obtained using carbon dioxide as a raw material.
[0020]
The hydrocarbon fuel obtained using carbon dioxide as a raw material is transported and supplied by a fuel transport facility.
[0021]
Further, the hydrocarbon fuel transported by the fuel transport facility is transported from a hydrocarbon fuel synthesis facility.
[0022]
In addition, the generated carbon dioxide is transported by a carbon dioxide transportation facility.
[0023]
Further, the carbon dioxide transported by the carbon dioxide transport facility is sent to the hydrocarbon fuel synthesis facility side.
[0024]
Further, the fuel consuming facility is a gas turbine including a compressor, a combustor, and a turbine. A carbon dioxide recovery unit is provided on the exhaust side of the turbine. It is characterized in that it is recovered and carbon dioxide is recovered by carbon dioxide recovery means.
[0025]
The fuel consuming facility is a gas turbine including a compressor, a combustor, and a turbine.The exhaust gas of the turbine is introduced into the compressor after heat recovery, and the fuel is supplied to the combustor and the exhaust gas of the turbine is discharged from the turbine. It is characterized in that carbon dioxide is recovered according to the input fuel.
[0026]
Further, the hydrocarbon fuel is methanol.
[0027]
Further, the hydrocarbon fuel is dimethyl ether.
[0028]
In order to achieve the above object, a hydrocarbon fuel synthesizing facility of the present invention is characterized in that a hydrocarbon fuel is synthesized by synthesizing hydrogen into carbon dioxide generated from a fuel consuming facility.
[0029]
Then, the carbon dioxide is transported and supplied by the carbon dioxide transport facility.
[0030]
The invention is also characterized in that the synthesized hydrocarbon fuel is transported by a hydrocarbon fuel transport facility.
[0031]
Further, the hydrocarbon fuel transported by the hydrocarbon fuel transport equipment is sent to the fuel consuming facility side.
[0032]
Further, the hydrocarbon fuel is methanol.
[0033]
Further, the hydrocarbon fuel is dimethyl ether.
[0034]
The carbon dioxide transport equipment of the present invention for achieving the above object is characterized by transporting carbon dioxide recovered in a fuel consuming facility.
[0035]
The carbon dioxide transport equipment of the present invention for achieving the above object is characterized by transporting carbon dioxide to a hydrocarbon fuel synthesis facility.
[0036]
The carbon dioxide transport equipment of the present invention for achieving the above object is characterized in that carbon dioxide recovered in a fuel consuming facility is transported to a hydrocarbon-based fuel synthesis facility.
[0037]
The fuel consuming facility is a gas turbine including a compressor, a combustor, and a turbine. A carbon dioxide recovery unit is provided on an exhaust side of the turbine, and fuel is supplied to the combustor and exhaust of the turbine is heated. It is characterized in that it is recovered and carbon dioxide is recovered by carbon dioxide recovery means.
[0038]
The fuel consuming facility is a gas turbine including a compressor, a combustor, and a turbine.The exhaust gas of the turbine is introduced into the compressor after heat recovery, and the fuel is supplied to the combustor and the exhaust gas of the turbine is discharged from the turbine. It is characterized in that carbon dioxide is recovered according to the input fuel.
[0039]
Further, the fuel synthesized on the hydrocarbon fuel synthesis facility side is methanol.
[0040]
The fuel synthesized on the hydrocarbon fuel synthesis facility side is dimethyl ether.
[0041]
The hydrocarbon fuel transport equipment of the present invention for achieving the above object is characterized by transporting a hydrocarbon fuel synthesized in a hydrocarbon fuel synthesis facility.
[0042]
The hydrocarbon fuel transport equipment of the present invention for achieving the above object is characterized by transporting hydrocarbon fuel to a fuel consuming facility.
[0043]
The hydrocarbon fuel transport equipment of the present invention for achieving the above object is characterized by transporting hydrocarbon fuel synthesized in a hydrocarbon fuel synthesis facility to a fuel consuming facility.
[0044]
The hydrocarbon fuel is methanol.
[0045]
Further, the hydrocarbon fuel is dimethyl ether.
[0046]
Further, the fuel consuming facility is a gas turbine including a compressor, a combustor, and a turbine. A carbon dioxide recovery unit is provided on the exhaust side of the turbine. It is characterized in that it is recovered and carbon dioxide is recovered by carbon dioxide recovery means.
[0047]
The fuel consuming facility is a gas turbine including a compressor, a combustor, and a turbine.The exhaust gas of the turbine is introduced into the compressor after heat recovery, and the fuel is supplied to the combustor and the exhaust gas of the turbine is discharged from the turbine. It is characterized in that carbon dioxide is recovered according to the input fuel.
[0048]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 shows an overall schematic configuration of a total chain system according to an embodiment of the present invention.
[0049]
The total chain system of the present invention consumes fuel (hydrocarbon-based fuel: methanol, dimethyl ether) and emits carbon dioxide (CO2). 2 ) Is recovered, such as a power plant as a fuel consuming facility. 2 Source 1 and CO 2 Hydrogen H 2 Is reacted (synthesized) to obtain MeOH (methanol: CH 3 OH) or MeOH to DME (dimethyl ether: CH 3 OCH 3 ) For synthesizing hydrocarbon fuel. The synthesis facility 2 contains hydrogen H obtained by electrolysis of water in the electrolysis facility 3. 2 Is supplied. Oxygen O obtained in electrolysis facility 3 2 Are stored in the liquid oxygen facility 4.
[0050]
CO 2 Source 1 contains the recovered CO 2 The liquid CO 2 (L-CO 2 A liquefied carbon dioxide facility 5 is also provided as a fuel consuming facility. Also, CO 2 The source 1 is provided with a fuel receiving facility 6 for receiving MeOH or DME and a liquid oxygen receiving facility 7 for receiving liquid oxygen. On the other hand, L-CO 2 The raw material of CO 2 As a hydrocarbon-based fuel synthesis facility to obtain CO2 2 A raw material facility 8 is provided.
[0051]
L-CO from liquefied carbonic acid facility 5 2 Is, for example, L-CO 2 CO on transport ship 9 2 It is transported to the raw material facility 8. MeOH and DME from the synthesis facility 2 are transported to the fuel receiving facility 6 by a transport ship 10 as a fuel transport facility. As a carbon dioxide transportation facility and a fuel transportation facility, L-CO 2 A pipeline or the like can be considered in addition to the transport ship 9 and the transport ship 10. For example, an oil tanker is used for transporting MeOH, and a refrigeration tanker (-40 degrees) is used for transporting DME, for example. The liquid oxygen (LO) from the liquid oxygen facility 4 2 ) Is L-O 2 It is transported to the liquid oxygen receiving facility 7 by the transport ship 11. Further, the L-O from the air liquefaction facility 12 is provided to the liquid oxygen receiving facility 7. 2 Is also acceptable.
[0052]
Note that the carbon dioxide transport equipment and the fuel transport equipment can be applied to vehicles, liquid pipelines, gas pipelines, etc. other than transport vessels. Also, L-O 2 Cars, liquid pipelines, gas pipelines, and the like are also applicable as the transport ship 11.
[0053]
CO 2 A source 1, a liquefied carbonic acid facility 5, a fuel receiving facility 6, a liquid oxygen receiving facility 7, and an air liquefaction facility 12 are installed in a fuel consuming area 15, and a synthesis facility 2, an electrolysis facility 3, a liquid oxygen facility 4, and a CO 2 2 The raw material facility 8 is installed at the fuel supply point 16. In the fuel consuming area 15, the air liquefaction facility 12 also sends L-O 2 Can be supplied, so that the L-O from the liquid oxygen facility 4 can be supplied. 2 LO to LOX receiving facility 7 by transport ship 11 2 Is not necessarily required in the present invention. It is also possible to construct a total chain system by providing a plurality of fuel consumption areas 15 and fuel supply areas 16 and providing transportation facilities between them.
[0054]
The above-described total chain system uses the fuel consumption area 15 to generate H 2 O and CO 2 Is generated and the generated CO 2 Is transported to the fuel supply location 16. At the fuel supply point 16, the transported CO 2 Hydrogen H 2 Is added and (CO 2 + H 2 ) Is transported to the fuel consuming area 15 as a hydrocarbon-based fuel. In other words, fuel consumption and CO 2 Quantitative relationships are preserved. That is, hydrogen H 2 Hydrocarbon-based fuel is used as a carrier medium for 2 Is circulated and not released to the environment at all.
[0055]
In the total chain system described above, CO 2 CO generated at source 1 2 Is L-CO at liquefied carbonic acid facility 5 2 And L-CO 2 Is L-CO 2 CO on transport ship 9 2 It is transported to the raw material facility 8. CO 2 CO of raw material facility 8 2 Is H obtained in the synthesis facility 2 and the electrolysis facility 3 2 Is reacted (synthesized) to convert to MeOH, and DME is synthesized from the MeOH. The MeOH or DME from the synthesis facility 2 is transported by the transport ship 10 to the fuel receiving facility 6. And CO 2 In the source 1, the MeOH or DME received by the fuel receiving facility 6 is consumed as fuel and CO 2 Occurs.
[0056]
In addition, the O obtained at the electrolysis facility 3 2 Is L-O from liquid oxygen facility 4 2 Transported by the transport ship 11 to the liquid oxygen receiving facility 7, the L-O from the air liquefaction facility 12 is supplied to the liquid oxygen receiving facility 7. 2 Is also acceptable. L-O of liquid oxygen receiving facility 7 2 (O 2 ) Is CO 2 It is consumed by combustion at the source 1.
[0057]
Therefore, the CO that consumes the fuel 2 CO at source 1 (power plant, etc.) 2 Is recovered and converted into MeOH or DME fuel as a raw material. In the total chain system, CO 2 Is circulated in the fuel system without change. For example, in large thermal power plants, CO 2 Even if a large amount is generated, there is no effect on the global environment. Essentially, fuel consumption and CO 2 Since the relationship of quantity is preserved, the total chain system 2 As a transport medium for CO 2 (CO 2 And H 2 It can be considered as a technology using chemical products made from raw materials.
[0058]
【Example】
Hereinafter, CO in the total chain system shown in FIG. 1 based on FIGS. 2 A specific example of the generation source 1 will be described. FIG. 2 shows the CO according to the first embodiment. 2 FIG. 3 shows a CO system according to the second embodiment. 2 FIG. 4 shows a CO system according to the third embodiment. 2 The system of source 1 is shown.
[0059]
CO based on FIG. 2 A first embodiment of the generation source 1 will be described.
[0060]
As shown in the figure, a gas turbine 25 including a compressor 21, a combustor 22, a turbine 23, and a generator 24 is provided, and the exhaust gas of the turbine 23 is recovered by a first exhaust heat recovery boiler 26. The exhaust gas of the turbine 23 is recovered by the first exhaust heat recovery boiler 26 and then sent to the compressor 21 again.
[0061]
On the downstream side of the first exhaust heat recovery boiler 26, an amount of H corresponding to the fuel supplied to the combustor 22 is set. 2 O and (CO 2 + H 2 O) is discharged and the separated CO 2 Is collected in the liquefied carbonic acid facility 5.
[0062]
The steam generated in the first exhaust heat recovery boiler 26 is heated together with the steam from the second exhaust heat recovery boiler 28 in the second combustor 20 and sent to the first steam turbine 27. The exhaust steam of the first steam turbine 27 is The heat is recovered by the second heat recovery steam generator 28 and sent to the second steam turbine 29. The first steam turbine 27 and the second steam turbine 29 are provided with generators 31 and 32, respectively, and the generators 31 and 32 generate electric power by the operation of the first steam turbine 27 and the second steam turbine 29.
[0063]
The exhaust steam heat recovered by the second waste heat recovery boiler 28 is condensed by the condenser 33, and the condensate from the condenser 33 is supplied by the water supply pump 34 to the first waste heat recovery boiler 26 and the second waste heat recovery. Water is supplied to the boiler 28. The steam whose heat is recovered by the second exhaust heat recovery boiler 28 and whose temperature is reduced is sent to the second steam turbine 29.
[0064]
In the condenser 33, the fuel injected into the second combustor 20 and O 2 Amount of H suitable for 2 O and CO 2 Is released and CO 2 Is collected in the liquefied carbonic acid facility 5.
[0065]
The fuel (MeOH or DME) f from the fuel receiving facility 6 is supplied to the combustor 22 of the gas turbine 25 and the second combustor 20 of the first steam turbine 27. In addition, the L-O from the liquid oxygen receiving facility 7 2 (O 2 ) Is supplied to the combustor 22 of the gas turbine 25 and the second combustor 20 of the first steam turbine 27.
[0066]
Liquid nitrogen (L-N) from the air liquefaction facility 12 2 ) Is N 2 The cryogenic turbine power generation equipment 36 is sent to the cryogenic turbine power generation equipment 36, where fuel (MeOH or DME) f from the fuel receiving facility 6 and L-O from the liquid oxygen receiving facility 7 are supplied. 2 (O 2 ) Or natural gas or other fuel as needed.
[0067]
The CO according to the first embodiment shown in FIG. 2 The generation source 1 is provided with a combustion steam turbine, and in a power plant consuming fuel (MeOH or DME, natural gas, etc.), pure O is used. 2 A closed cycle power generation using is adopted. In closed cycle power generation, CO 2 100% recovery, that is, CO to the environment 2 Release can be zero.
[0068]
Also, pure O 2 When L is supplied from the air liquefaction facility 12, LN 2 To N 2 It is possible to use up the power for the operation of the cryogenic turbine power generation equipment 36 in operation and not ship the gas to the gas market, thereby avoiding pressure on the market. The cryogenic turbine power generation equipment 36 is pure O 2 However, the fuel is not limited to MeOH or DME, natural gas and the like, and can be freely used.
[0069]
And the recovered CO 2 Consumption of MeOH or DME that balances with 2 There are no emissions.
[0070]
CO based on FIG. 2 A second embodiment of the generation source 1 will be described.
[0071]
As shown in the figure, a gas turbine 45 including a compressor 41 for sending out air, a combustor 42, a turbine 43, and a generator 44 is provided, and power is taken out by the generator 44 by the operation of the turbine 43. Exhaust gas from the turbine 43 is recovered by an exhaust heat recovery boiler 46. The exhaust gas of the turbine 43 is subjected to heat recovery by an exhaust heat recovery 2 CO at the recovery facility 47 2 Is collected and sent to the synthesis facility 2 from a liquefied carbon dioxide facility (not shown). CO 2 Is discharged from the chimney 48 to the atmosphere. The steam generated in the exhaust heat recovery boiler 46 is power-recovered in the steam plant 49, and the power recovered steam is condensed and supplied to the exhaust heat recovery boiler 46.
[0072]
The CO according to the second embodiment shown in FIG. 2 Source 1 is open cycle power generation (O 2 in air). 2 Use pure O 2 Is unnecessary), so CO in exhaust gas 2 To CO 2 It is collected by the collection facility 47. The synthesis facility 2 receives H from a hydrogen supply facility (the electrolysis facility 3 or a chemical process). 2 Sent from the hydrogen supply facility 2 And recovered CO 2 To synthesize MeOH or DME. Recovered CO 2 Consumption of MeOH or DME balanced with 2 Is not released to the environment, and the produced MeOH or DME is not shipped to the raw material market to suppress the market scale.
[0073]
In addition, CO in open cycle power generation 2 Although 100% recovery is not necessarily 100% recovery, even partial recovery can reduce the release to the environment and is effective for environmental conservation. The circulation amount balance in the fuel system is CO 2 CO recovered by the recovery facility 47 2 CO is released because 2 Other fuels (natural gas, etc.) will be injected in an amount appropriate for. That is, mixed combustion of MeOH or DME and other fuel is performed in the combustor 42. When other fuels are of the same type as MeOH or DME, it is not necessary to perform mixed combustion in the combustor 42, but the supply system must be enlarged in proportion to the replenishment of fuel to the fuel receiving facility 6. .
[0074]
CO based on FIG. 2 A third embodiment of the generation source 1 will be described. Note that the same members as those of the first embodiment shown in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
[0075]
As shown in FIG. 2 The generation source 1 is a normal steam turbine facility instead of the combustion steam turbine. Therefore, the second combustor 20 and the second heat recovery steam generator 28 are not provided. Also, the fuel (MeOH or DME) from the fuel receiving facility 6 and the L-O from the liquid oxygen receiving facility 7 2 (O 2 ) Is gasified by heat exchange in the air liquefaction facility 12 and then supplied to the combustor 22.
[0076]
The cryogenic turbine power generation equipment 36 is provided with a combustor 52 and a turbine 54, and the power of the generator 53 is extracted by the operation of the turbine 54. Fuel (MeOH or DME) from the fuel receiving facility 6 and L-O from the liquid oxygen receiving facility 7 2 (O 2 ), Other fuel (LNG) is vaporized in the air liquefaction facility 12, and then supplied to the combustor 52. In addition, LN from the air liquefaction facility 12 2 Is stored in the liquid nitrogen receiving facility 51, is converted into a gas in the air liquefaction facility 12, and is supplied to the combustor 52.
[0077]
FIG. 4 shows the CO according to the third embodiment shown in FIG. 2 The generation source 1 is a combined power generation facility of closed cycle gas turbine power generation and ordinary steam turbine equipment, 2 Is collected only from the closed cycle system. When DME is used as a fuel and the DME is handled at -25 ° C. or lower, the cold heat is used in the air liquefaction facility 12. That is, the DME is vaporized and heated to adjust the conditions for use in the power generation facility. At the same time, the air liquefaction facility 12 saves cryogenic heat required for liquefaction. For other fuels (LNG), the cold heat generated during the vaporization is used in the air liquefaction facility 12 for air liquefaction.
[0078]
【The invention's effect】
The total chain system of the present invention includes a fuel consuming facility in which hydrocarbon fuel is consumed and carbon dioxide is recovered, and a hydrocarbon fuel synthesis facility that synthesizes hydrocarbon fuel by synthesizing hydrogen into carbon dioxide. , A carbon dioxide transport facility that transports the carbon dioxide collected at the fuel consuming facility to the hydrocarbon-based fuel synthesis facility, and a hydrocarbon-based fuel that is synthesized at the hydrocarbon-based fuel synthesis facility to the fuel consuming facility It is composed of fuel transport equipment, and is connected by a carbon dioxide transport facility from the fuel consumption facility to the hydrocarbon fuel synthesis facility, and is a fuel transport facility from the hydrocarbon fuel synthesis facility to the fuel consumption facility It is possible to create a total chain system that repeatedly recycles (although the form is changed) as a circulating medium without discharging carbon dioxide to the environment. .
[0079]
Since there are three or more fuel consumption facilities, hydrocarbon fuel synthesis facilities, carbon dioxide transport facilities and fuel transport facilities, that is, the fuel consumption facilities, hydrocarbon fuel synthesis facilities, and carbon dioxide transport facilities There may be three or more facilities other than the one-to-one facility and the fuel transport facility, and the degree of freedom of the combination between the fuel consuming facility side and the hydrocarbon-based fuel synthesis facility side can be increased.
[0080]
In addition, the fuel consuming facility includes a facility for receiving fuel and a facility for storing fuel.Therefore, a total chain subsystem that does not emit carbon dioxide to the environment, including the storage of fuel after receiving fuel, is included. It becomes possible to do.
[0081]
In addition, since the hydrocarbon-based fuel synthesis facility includes a facility for receiving carbon dioxide and a facility for storing carbon dioxide, it emits carbon dioxide to the environment, including storage of carbon dioxide after receiving carbon dioxide. This makes it possible to provide a total chain subsystem that does not emit carbon dioxide accompanying the consumption as a raw material to the environment.
[0082]
Further, the gas turbine includes a compressor, a combustor, and a turbine, and a carbon dioxide recovery unit is provided on an exhaust side of the turbine. The fuel is supplied to the combustor, and the exhaust gas of the turbine is recovered by heat. Since the carbon dioxide is recovered by the recovery means, that is, for a gas turbine equipped with a compressor, a combustor, and a turbine, fuel is injected into the combustor since the carbon dioxide recovery means is provided on the exhaust side of the turbine. After the heat is recovered, the carbon dioxide is recovered by the carbon dioxide recovery means, so the carbon dioxide is recovered by the gas turbine heat recovery system and recirculated without discharging the carbon dioxide to the environment. It is possible to make a total chain system that can
[0083]
The fuel consuming facility is a gas turbine including a compressor, a combustor, and a turbine.The exhaust gas of the turbine is introduced into the compressor after heat recovery, and the fuel is supplied to the combustor and the exhaust gas of the turbine is discharged from the turbine. Since carbon dioxide is recovered in proportion to the injected fuel, that is, a gas turbine including a compressor and a combustor and a turbine, and the exhaust gas of the turbine is introduced into the compressor after heat recovery, After fuel is injected into the combustor, carbon dioxide is emitted and recovered in proportion to the fuel injected as turbine exhaust, so the gas turbine captures carbon dioxide and re-uses it without discharging it to the environment. It becomes possible to make a total chain system that can be circulated.
[0084]
In addition, the exhaust gas from the turbine is recovered by a heat recovery steam generator, and a steam turbine that operates using the steam generated by the heat recovery steam generator is provided. It is possible to make a total chain system that can be recirculated without the need.
[0085]
In addition, an air liquefaction facility is provided, and the liquid nitrogen generated by the air liquefaction facility is used as a working fluid for the turbine. In a possible total chain system, it becomes possible to completely use oxygen and nitrogen in the fuel-consuming subsystem.
[0086]
In addition, hydrocarbon-based fuel synthesis facilities are facilities that synthesize carbon dioxide into hydrocarbon-based fuels using hydrogen obtained by the electrolyzer. It becomes possible to make a total chain system that can be circulated.
[0087]
In addition, since the system is equipped with an oxygen transport facility that transports oxygen obtained by the electrolyzer to the fuel consumption facility, a total chain system that can recycle carbon dioxide using the oxygen without discharging it to the environment Becomes possible.
[0088]
Further, since the hydrocarbon-based fuel is methanol, it is possible to provide a total chain system capable of recirculation without discharging carbon dioxide using methanol to the environment.
[0089]
Further, since the hydrocarbon-based fuel is dimethyl ether, it is possible to provide a total chain system that can recycle carbon dioxide using dimethyl ether without discharging it to the environment.
[0090]
The fuel consuming facility of the present invention generates carbon dioxide by performing work with hydrocarbon fuel obtained from carbon dioxide as a raw material, that is, carbon dioxide is generated by using hydrocarbon fuel for power generation. Therefore, it becomes a fuel consuming facility that can construct a total chain subsystem that can recirculate without emitting carbon dioxide to the environment.
[0091]
And, since the hydrocarbon fuel obtained from carbon dioxide as a raw material is transported and supplied by the fuel transport facility, a total chain subsystem including the fuel transport facility that can recirculate without discharging carbon dioxide to the environment A fuel consuming facility that can be built.
[0092]
In addition, since hydrocarbon fuel transported by fuel transport equipment is transported from hydrocarbon fuel synthesis facilities, the total chain including hydrocarbon fuel synthesis facilities can be recirculated without emitting carbon dioxide to the environment. It will be a fuel consuming facility where a subsystem can be built.
[0093]
In addition, since the generated carbon dioxide is transported by the carbon dioxide transportation equipment, it is possible to construct a total chain subsystem that can recycle carbon dioxide including the carbon dioxide transportation equipment without discharging it to the environment. Become.
[0094]
Also, since the carbon dioxide transported by the carbon dioxide transport facility is sent to the hydrocarbon fuel synthesis facility side, a total chain subsystem including the carbon dioxide transport facility that can recycle carbon dioxide without discharging it to the environment is provided. A fuel consuming facility that can be built.
[0095]
Further, the fuel consuming facility is a gas turbine including a compressor, a combustor, and a turbine. A carbon dioxide recovery unit is provided on the exhaust side of the turbine. Since the carbon dioxide is recovered and recovered by the carbon dioxide recovery means, a fuel consuming facility can be constructed in which a total chain subsystem including the gas turbine can be recirculated without discharging the carbon dioxide to the environment.
[0096]
The fuel consuming facility is a gas turbine including a compressor, a combustor, and a turbine.The exhaust gas of the turbine is introduced into the compressor after heat recovery, and the fuel is supplied to the combustor and the exhaust gas of the turbine is discharged from the turbine. Since the carbon dioxide is recovered in accordance with the input fuel, the fuel consumption facility can construct a total chain subsystem including the gas turbine and capable of recirculation without discharging the carbon dioxide to the environment.
[0097]
Further, since the hydrocarbon-based fuel is methanol, it becomes a fuel consuming facility that can construct a total chain sub-system that can recycle carbon dioxide to the environment without using methanol.
[0098]
Further, since the hydrocarbon-based fuel is dimethyl ether, the fuel consumption facility is capable of constructing a total chain subsystem that can recycle carbon dioxide to the environment without using dimethyl ether.
[0099]
The hydrocarbon-based fuel synthesizing facility of the present invention synthesizes a hydrocarbon-based fuel by synthesizing hydrogen into carbon dioxide generated from the fuel consuming facility side, so that the total recyclable without discharging carbon dioxide to the environment. It will be a hydrocarbon fuel synthesis facility where a chain subsystem can be built.
[0100]
And since the carbon dioxide is transported and supplied by the carbon dioxide transport facility, it is possible to construct a total chain subsystem including the carbon dioxide transport facility and capable of recirculation without discharging carbon dioxide to the environment. System fuel synthesis facility.
[0101]
In addition, since the synthesized hydrocarbon fuel is transported by the hydrocarbon fuel transport equipment, a total chain subsystem including the hydrocarbon fuel transport equipment that can recirculate without emitting carbon dioxide to the environment will be constructed. It becomes a hydrocarbon-based fuel synthesis facility.
[0102]
In addition, since hydrocarbon fuel transported by the hydrocarbon fuel transport facility is sent to the fuel consuming facility side, the total chain sub-unit including the fuel consuming facility side can recycle without discharging carbon dioxide to the environment. It will be a hydrocarbon fuel synthesis facility where a system can be built.
[0103]
Further, since the hydrocarbon-based fuel is methanol, the hydrocarbon-based fuel synthesis facility can construct a total chain sub-system that can recycle carbon dioxide without discharging to the environment using methanol.
[0104]
Further, since the hydrocarbon fuel is dimethyl ether, the hydrocarbon fuel synthesis facility is capable of constructing a total chain subsystem that can recycle carbon dioxide to the environment without using dimethyl ether.
[0105]
Since the carbon dioxide transport facility of the present invention transports carbon dioxide collected in a fuel consuming facility, the carbon dioxide transport facility can be connected to a total chain subsystem capable of recirculation without discharging carbon dioxide to the environment. It becomes.
[0106]
Since the carbon dioxide transport equipment of the present invention transports carbon dioxide to the hydrocarbon fuel synthesis facility side, the total chain sub that can be recycled without discharging carbon dioxide to the environment including the hydrocarbon fuel synthesis facility side It will be a carbon dioxide transport facility to which the system can be connected.
[0107]
Since the carbon dioxide transport equipment of the present invention transports the carbon dioxide collected in the fuel consuming facility to the hydrocarbon-based fuel synthesis facility side, the carbon dioxide including the fuel consuming facility and the hydrocarbon-based fuel synthesis facility side is transferred to the environment. It will be a carbon dioxide transport facility that can be connected to a total chain subsystem that can be recycled without emission.
[0108]
The fuel consuming facility is a gas turbine including a compressor, a combustor, and a turbine. A carbon dioxide recovery unit is provided on an exhaust side of the turbine, and fuel is supplied to the combustor and exhaust of the turbine is heated. Since it is collected and carbon dioxide is collected by the carbon dioxide capture means, it becomes a carbon dioxide transport facility that can connect a total chain subsystem that can be recycled without discharging carbon dioxide to the environment including the gas turbine .
[0109]
The fuel consuming facility is a gas turbine including a compressor, a combustor, and a turbine.The exhaust gas of the turbine is introduced into the compressor after heat recovery, and the fuel is supplied to the combustor and the exhaust gas of the turbine is discharged from the turbine. Since the carbon dioxide is recovered in accordance with the input fuel, the carbon dioxide transport equipment can be connected to a total chain subsystem including the gas turbine and capable of recirculation without discharging the carbon dioxide to the environment.
[0110]
In addition, since the fuel synthesized on the hydrocarbon fuel synthesis facility side is methanol, it is possible to connect a total chain subsystem that can recycle without discharging carbon dioxide using methanol to the environment. It becomes a transportation facility.
[0111]
Also, since the fuel synthesized on the hydrocarbon fuel synthesis facility side is dimethyl ether, it is possible to connect a total chain subsystem that can recycle carbon dioxide using dimethyl ether without discharging it to the environment. It becomes a transportation facility.
[0112]
Since the hydrocarbon fuel transport equipment of the present invention transports the hydrocarbon fuel synthesized in the hydrocarbon fuel synthesis facility, it connects a total chain subsystem capable of recirculating without discharging carbon dioxide to the environment. To be able to transport hydrocarbon fuel.
[0113]
Since the hydrocarbon fuel transport equipment of the present invention transports hydrocarbon fuel to the fuel consuming facility side, it connects the total chain subsystem that can recirculate the carbon dioxide to the environment including the fuel consuming facility side without discharging it to the environment. And a hydrocarbon-based fuel transportation facility.
[0114]
Since the hydrocarbon-based fuel transport facility of the present invention transports the hydrocarbon-based fuel synthesized in the hydrocarbon-based fuel synthesis facility to the fuel-consuming facility side, the hydrocarbon-based fuel transport facility includes the hydrocarbon-based fuel synthesis facility and the fuel-consuming facility side. It is a hydrocarbon fuel transportation facility that can be connected to a total chain subsystem that can recycle carbon without discharging it to the environment.
[0115]
Since the hydrocarbon-based fuel is methanol, the hydrocarbon-based fuel transportation equipment can construct a total chain subsystem capable of recirculating carbon dioxide without discharging the carbon dioxide to the environment using methanol.
[0116]
In addition, since the hydrocarbon fuel is dimethyl ether, the hydrocarbon fuel transport equipment can be connected to a total chain subsystem that can recycle carbon dioxide to the environment without using dimethyl ether.
[0117]
Further, the fuel consuming facility is a gas turbine including a compressor, a combustor, and a turbine. A carbon dioxide recovery unit is provided on the exhaust side of the turbine. Hydrocarbon-based fuel transportation equipment that can be connected to a total chain subsystem that can be recycled without discharging carbon dioxide to the environment, including gas turbines, because it is recovered and carbon dioxide is recovered by carbon dioxide recovery means It becomes.
[0118]
Further, the fuel consuming facility is a gas turbine including a compressor, a combustor, and a turbine.The heat of the turbine exhaust is recovered and introduced into the compressor. Since carbon dioxide is recovered in proportion to the input fuel, a hydrocarbon-based fuel transportation facility that can connect a total chain subsystem that can recycle without discharging carbon dioxide to the environment, including gas turbines Become.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall schematic configuration diagram of a total chain system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 shows CO according to a first embodiment. 2 FIG.
FIG. 3 shows CO according to a second embodiment. 2 FIG.
FIG. 4 shows CO according to a third embodiment. 2 FIG.
[Explanation of symbols]
1 CO 2 Generation source
2 Synthesis facility
3 electrolysis facilities
4 Liquid oxygen facility
5 Liquefied carbonic acid facility
6 fuel receiving facility
7 Liquid oxygen receiving facility
8 CO 2 Raw material facility
9 L-CO 2 Transport ship
10 transport ships
11 LO 2 Transport ship
12 Air liquefaction facility
15 Fuel Consumption Area
16 Fuel supply area
20 Second combustor
21 Compressor
22 Combustor
23 Turbine
24 generator
25 Gas turbine
26 1st heat recovery steam generator
27 Second steam turbine
28 Second heat recovery boiler
29 Second steam turbine
31, 32 generator
33 condenser
34 Water pump
36 Cryogenic turbine power generation equipment
41 Compressor
42 Combustor
43 Turbine
44 generator
45 Gas turbine
46 Waste heat recovery boiler
47 CO 2 Collection equipment
48 chimney
49 Steam Plant
51 Liquid nitrogen receiving facility
52 Combustor
54 turbine

Claims (41)

炭化水素系燃料が消費されて二酸化炭素が回収される燃料消費施設と、二酸化炭素に水素を合成することで炭化水素系燃料を合成する炭化水素系燃料合成施設と、燃料消費施設で回収された二酸化炭素を炭化水素系燃料合成施設側に輸送する二酸化炭素輸送設備と、炭化水素系燃料合成施設側で合成された炭化水素系燃料を燃料消費施設側に輸送する燃料輸送設備とからなり、
燃料消費施設から炭化水素系燃料合成施設側への間が二酸化炭素輸送設備で連結され、炭化水素系燃料合成施設側から燃料消費施設側への間が燃料輸送設備で連結されている
ことを特徴とするトータルチェーンシステム。
Fuel consumption facilities where hydrocarbon fuel is consumed and carbon dioxide is recovered, hydrocarbon fuel synthesis facilities that synthesize hydrocarbon fuel by synthesizing hydrogen into carbon dioxide, and fuel consumption facilities It consists of a carbon dioxide transport facility that transports carbon dioxide to the hydrocarbon fuel synthesis facility, and a fuel transport facility that transports hydrocarbon fuel synthesized at the hydrocarbon fuel synthesis facility to the fuel consuming facility.
It is characterized in that the connection from the fuel consuming facility to the hydrocarbon fuel synthesis facility is connected by a carbon dioxide transport facility, and the connection from the hydrocarbon fuel synthesis facility to the fuel consuming facility is connected by a fuel transport facility. And a total chain system.
請求項1において、
燃料消費施設側及び炭化水素系燃料合成施設側及び二酸化炭素輸送設備及び燃料輸送設備が3以上の複数存在することを特徴とするトータルチェーンシステム。
In claim 1,
A total chain system comprising three or more fuel consumption facilities, hydrocarbon fuel synthesis facilities, carbon dioxide transport facilities, and fuel transport facilities.
請求項1もしくは請求項2において、
燃料消費施設側は、燃料の受入れを行なう設備及び燃料の貯蔵を行なう設備を含むことを特徴とするトータルチェーンシステム。
In claim 1 or claim 2,
A total chain system, wherein the fuel consuming facility includes a facility for receiving fuel and a facility for storing fuel.
請求項1もしくは請求項2において、
炭化水素系燃料合成施設側は、二酸化炭素の受入れを行なう設備及び二酸化炭素の貯蔵を行なう設備を含むことを特徴とするトータルチェーンシステム。
In claim 1 or claim 2,
A total chain system, wherein the hydrocarbon-based fuel synthesis facility includes a facility for receiving carbon dioxide and a facility for storing carbon dioxide.
請求項1乃至請求項4のいずれか一項において、
燃料消費施設は、
圧縮機及び燃焼器及びタービンを備えたガスタービンであり、
タービンの排気側には二酸化炭素回収手段が設けられ、
燃焼器に燃料が投入されると共にタービンの排気は熱回収されて二酸化炭素回収手段で二酸化炭素が回収されることを特徴とするトータルチェーンシステム。
In any one of claims 1 to 4,
Fuel consumption facilities
A gas turbine including a compressor, a combustor, and a turbine,
A carbon dioxide recovery means is provided on the exhaust side of the turbine,
A total chain system in which fuel is injected into a combustor and exhaust gas of a turbine is recovered by heat and carbon dioxide is recovered by carbon dioxide recovery means.
請求項1乃至請求項4のいずれか一項において、
燃料消費施設は、
圧縮機及び燃焼器及びタービンを備えたガスタービンであり、
タービンの排気が熱回収された後に圧縮機に導入され、
燃焼器に燃料が投入されると共にタービンの排気から投入された燃料に見合って二酸化炭素が回収されることを特徴とするトータルチェーンシステム。
In any one of claims 1 to 4,
Fuel consumption facilities
A gas turbine including a compressor, a combustor, and a turbine,
After the turbine exhaust heat is recovered, it is introduced into the compressor,
A total chain system in which fuel is supplied to a combustor and carbon dioxide is recovered in proportion to fuel supplied from exhaust of a turbine.
請求項5もしくは請求項6において、
タービンの排気は排熱回収ボイラで熱回収され、
排熱回収ボイラで発生した蒸気により作動する蒸気タービンを備えたことを特徴とするトータルチェーンシステム。
In claim 5 or claim 6,
Turbine exhaust heat is recovered by an exhaust heat recovery boiler,
A total chain system comprising a steam turbine operated by steam generated in an exhaust heat recovery boiler.
請求項5もしくは請求項6において、
空気液化設備を備え、
空気液化設備で生成された液体窒素がタービンの作動流体として使用されることを特徴とするトータルチェーンシステム。
In claim 5 or claim 6,
Equipped with air liquefaction equipment,
A total chain system in which liquid nitrogen generated by air liquefaction equipment is used as a working fluid for a turbine.
請求項1乃至請求項8のいずれか一項において、
炭化水素系燃料合成施設は、
電気分解装置で得られた水素により二酸化炭素を炭化水素系燃料に合成する施設であることを特徴とするトータルチェーンシステム。
In any one of claims 1 to 8,
The hydrocarbon fuel synthesis facility
A total chain system, which is a facility for synthesizing carbon dioxide into hydrocarbon fuel using hydrogen obtained by the electrolyzer.
請求項9において、
電気分解装置で得られた酸素を燃料消費施設側に輸送する酸素輸送設備を備えたことを特徴とするトータルチェーンシステム。
In claim 9,
A total chain system comprising an oxygen transport facility for transporting oxygen obtained by an electrolyzer to a fuel consuming facility.
請求項1乃至請求項10のいずれか一項において、
炭化水素系燃料は、メタノールであることを特徴とするトータルチェーンシステム。
In any one of claims 1 to 10,
A total chain system wherein the hydrocarbon fuel is methanol.
請求項1乃至請求項10のいずれか一項において、
炭化水素系燃料は、ジメチルエーテルであることを特徴とするトータルチェーンシステム。
In any one of claims 1 to 10,
A total chain system wherein the hydrocarbon fuel is dimethyl ether.
二酸化炭素を原料として得られた炭化水素系燃料により仕事を行なうことで二酸化炭素が発生することを特徴とする燃料消費施設。A fuel consuming facility characterized in that carbon dioxide is generated by performing work with a hydrocarbon-based fuel obtained from carbon dioxide as a raw material. 請求項13において、
二酸化炭素を原料として得られた炭化水素系燃料が燃料輸送設備により輸送されて供給されることを特徴とする燃料消費施設。
In claim 13,
A fuel consuming facility wherein a hydrocarbon fuel obtained from carbon dioxide is transported and supplied by a fuel transport facility.
請求項14において、
燃料輸送設備で輸送される炭化水素系燃料は、炭化水素系燃料合成施設から運ばれることを特徴とする燃料消費施設。
In claim 14,
A fuel-consuming facility, wherein the hydrocarbon-based fuel transported by the fuel transport facility is transported from a hydrocarbon-based fuel synthesis facility.
請求項13乃至請求項15のいずれか一項において、
発生した二酸化炭素を二酸化炭素輸送設備で輸送することを特徴とする燃料消費施設。
In any one of claims 13 to 15,
A fuel consumption facility characterized in that generated carbon dioxide is transported by a carbon dioxide transport facility.
請求項16において、
二酸化炭素輸送設備で輸送される二酸化炭素は炭化水素系燃料合成施設側に送られることを特徴とする燃料消費施設。
In claim 16,
A fuel consuming facility wherein carbon dioxide transported by the carbon dioxide transport facility is sent to a hydrocarbon fuel synthesis facility.
請求項13乃至請求項17のいずれか一項において、
燃料消費施設は、
圧縮機及び燃焼器及びタービンを備えたガスタービンであり、
タービンの排気側には二酸化炭素回収手段が設けられ、
燃焼器に燃料が投入されると共にタービンの排気は熱回収されて二酸化炭素回収手段で二酸化炭素が回収されることを特徴とする燃料消費施設。
In any one of claims 13 to 17,
Fuel consumption facilities
A gas turbine including a compressor, a combustor, and a turbine,
A carbon dioxide recovery means is provided on the exhaust side of the turbine,
A fuel consuming facility wherein fuel is supplied to a combustor and exhaust gas of a turbine is recovered by heat and carbon dioxide is recovered by carbon dioxide recovery means.
請求項13乃至請求項17のいずれか一項において、
燃料消費施設は、
圧縮機及び燃焼器及びタービンを備えたガスタービンであり、
タービンの排気が熱回収された後に圧縮機に導入され、
燃焼器に燃料が投入されると共にタービンの排気から投入された燃料に見合って二酸化炭素が回収されることを特徴とする燃料消費施設。
In any one of claims 13 to 17,
Fuel consumption facilities
A gas turbine including a compressor, a combustor, and a turbine,
After the turbine exhaust heat is recovered, it is introduced into the compressor,
A fuel consumption facility wherein fuel is supplied to a combustor and carbon dioxide is recovered in proportion to fuel supplied from exhaust gas of a turbine.
請求項13乃至請求項19のいずれか一項において、
炭化水素系燃料は、メタノールであることを特徴とする燃料消費施設。
In any one of claims 13 to 19,
A fuel consuming facility, wherein the hydrocarbon fuel is methanol.
請求項13乃至請求項19のいずれか一項において、
炭化水素系燃料は、ジメチルエーテルであることを特徴とする燃料消費施設。
In any one of claims 13 to 19,
A fuel consuming facility, wherein the hydrocarbon fuel is dimethyl ether.
燃料消費施設側から発生した二酸化炭素に水素を合成することで炭化水素系燃料を合成することを特徴とする炭化水素系燃料合成施設。A hydrocarbon-based fuel synthesis facility characterized in that hydrocarbon-based fuel is synthesized by synthesizing hydrogen with carbon dioxide generated from a fuel consuming facility. 請求項22において、
二酸化炭素が二酸化炭素輸送設備により輸送されて供給されることを特徴とする炭化水素系燃料合成施設。
In claim 22,
A hydrocarbon fuel synthesis facility wherein carbon dioxide is transported and supplied by a carbon dioxide transport facility.
請求項22もしくは請求項23において、
合成された炭化水素系燃料を炭化水素系燃料輸送設備で輸送することを特徴とする炭化水素系燃料合成施設。
In claim 22 or claim 23,
A hydrocarbon-based fuel synthesis facility, wherein the synthesized hydrocarbon-based fuel is transported by a hydrocarbon-based fuel transport facility.
請求項24において、
炭化水素系燃料輸送設備で輸送される炭化水素系燃料は、燃料消費施設側に送られることを特徴とする炭化水素系燃料合成施設。
In claim 24,
A hydrocarbon-based fuel synthesis facility, wherein hydrocarbon-based fuel transported by the hydrocarbon-based fuel transport facility is sent to a fuel consuming facility.
請求項22乃至請求項25のいずれか一項において、
炭化水素系燃料は、メタノールであることを特徴とする燃料消費施設。
In any one of claims 22 to 25,
A fuel consuming facility, wherein the hydrocarbon fuel is methanol.
請求項12乃至請求項25のいずれか一項において、
炭化水素系燃料は、ジメチルエーテルであることを特徴とする燃料消費施設。
In any one of claims 12 to 25,
A fuel consuming facility, wherein the hydrocarbon fuel is dimethyl ether.
燃料消費施設で回収された二酸化炭素を輸送することを特徴とする二酸化炭素輸送設備。A carbon dioxide transport facility for transporting carbon dioxide collected at a fuel consuming facility. 炭化水素系燃料合成施設側に二酸化炭素を輸送することを特徴とする二酸化炭素輸送設備。A carbon dioxide transport facility for transporting carbon dioxide to a hydrocarbon fuel synthesis facility. 燃料消費施設で回収された二酸化炭素を炭化水素系燃料合成施設側に輸送することを特徴とする二酸化炭素輸送設備。A carbon dioxide transport facility for transporting carbon dioxide recovered at a fuel consuming facility to a hydrocarbon-based fuel synthesis facility. 請求項28もしくは請求項30において、
燃料消費施設は、
圧縮機及び燃焼器及びタービンを備えたガスタービンであり、
タービンの排気側には二酸化炭素回収手段が設けられ、
燃焼器に燃料が投入されると共にタービンの排気は熱回収されて二酸化炭素回収手段で二酸化炭素が回収されることを特徴とする二酸化炭素輸送設備。
In claim 28 or claim 30,
Fuel consumption facilities
A gas turbine including a compressor, a combustor, and a turbine,
A carbon dioxide recovery means is provided on the exhaust side of the turbine,
A carbon dioxide transport facility, wherein fuel is supplied to a combustor, and exhaust gas of a turbine is recovered by heat and carbon dioxide is recovered by carbon dioxide recovery means.
請求項28もしくは請求項30において、
燃料消費施設は、
圧縮機及び燃焼器及びタービンを備えたガスタービンであり、
タービンの排気が熱回収された後に圧縮機に導入され、
燃焼器に燃料が投入されると共にタービンの排気から投入された燃料に見合って二酸化炭素が回収されることを特徴とする二酸化炭素輸送設備。
In claim 28 or claim 30,
Fuel consumption facilities
A gas turbine including a compressor, a combustor, and a turbine,
After the turbine exhaust heat is recovered, it is introduced into the compressor,
A carbon dioxide transport facility, wherein fuel is supplied to a combustor and carbon dioxide is recovered in proportion to fuel supplied from exhaust gas of a turbine.
請求項29において、
炭化水素系燃料合成施設側で合成される燃料は、メタノールであることを特徴とする二酸化炭素輸送設備。
In claim 29,
The fuel synthesized on the hydrocarbon fuel synthesis facility side is methanol.
請求項29において、
炭化水素系燃料合成施設側で合成される燃料は、ジメチルエーテルであることを特徴とする二酸化炭素輸送設備。
In claim 29,
The fuel synthesized on the hydrocarbon fuel synthesis facility is dimethyl ether.
炭化水素系燃料合成施設で合成された炭化水素系燃料を輸送することを特徴とする炭化水素系燃料輸送設備。A hydrocarbon fuel transport facility for transporting hydrocarbon fuel synthesized in a hydrocarbon fuel synthesis facility. 燃料消費施設側に炭化水素系燃料を輸送することを特徴とする炭化水素系燃料輸送設備。A hydrocarbon fuel transportation facility for transporting hydrocarbon fuel to a fuel consuming facility. 炭化水素系燃料合成施設で合成された炭化水素系燃料を燃料消費施設側に輸送することを特徴とする炭化水素系燃料輸送設備。A hydrocarbon fuel transport facility for transporting hydrocarbon fuel synthesized in a hydrocarbon fuel synthesis facility to a fuel consuming facility. 請求項35乃至請求項37のいずれか一項において、
炭化水素系燃料は、メタノールであることを特徴とする炭化水素系燃料輸送設備。
In any one of claims 35 to 37,
A hydrocarbon fuel transport facility, wherein the hydrocarbon fuel is methanol.
請求項35乃至請求項37のいずれか一項において、
炭化水素系燃料は、ジメチルエーテルであることを特徴とする炭化水素系燃料輸送設備。
In any one of claims 35 to 37,
A hydrocarbon fuel transport facility, wherein the hydrocarbon fuel is dimethyl ether.
請求項36もしくは請求項37において、
燃料消費施設は、
圧縮機及び燃焼器及びタービンを備えたガスタービンであり、
タービンの排気側には二酸化炭素回収手段が設けられ、
燃焼器に燃料が投入されると共にタービンの排気は熱回収されて二酸化炭素回収手段で二酸化炭素が回収されることを特徴とする炭化水素系燃料輸送設備。
In claim 36 or claim 37,
Fuel consumption facilities
A gas turbine including a compressor, a combustor, and a turbine,
A carbon dioxide recovery means is provided on the exhaust side of the turbine,
A hydrocarbon-based fuel transport facility, wherein fuel is supplied to a combustor, and exhaust gas of a turbine is recovered by heat and carbon dioxide is recovered by carbon dioxide recovery means.
請求項36もしくは請求項37において、
燃料消費施設は、
圧縮機及び燃焼器及びタービンを備えたガスタービンであり、
タービンの排気が熱回収された後に圧縮機に導入され、
燃焼器に燃料が投入されると共にタービンの排気から投入された燃料に見合って二酸化炭素が回収されることを特徴とする炭化水素系燃料輸送設備。
In claim 36 or claim 37,
Fuel consumption facilities
A gas turbine including a compressor, a combustor, and a turbine,
After the turbine exhaust heat is recovered, it is introduced into the compressor,
A hydrocarbon-based fuel transport facility wherein fuel is supplied to a combustor and carbon dioxide is recovered in proportion to fuel supplied from exhaust gas of a turbine.
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