JP2004150685A - Nitrogen producing equipment and turbine power generation equipment - Google Patents
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-
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-
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液体窒素及び液体酸素を得るための深冷設備において窒素ガスを製造する窒素ガス製造装置に関する。
【0002】
また本発明は、液体窒素及び液体酸素を得るための深冷設備において窒素ガスを製造して窒素ガスを消費することができるタービン発電設備に関する。
【0003】
【従来の技術】
環境保全の観点から、発電設備(発電プラント)で水素や炭化水素系燃料を純酸素で燃焼させるタービン発電設備が提案されている。このようなタービン発電設備ではタービンの排気ガスが再循環流体として再び圧縮機に導入される。つまり、閉サイクルとなっているため、環境にCO2 他の排気を排出しない排気無排出プラントとできる。
【0004】
純酸素を使用するタービン発電設備では、必ず別途プラントとして深冷設備が必要となる。深冷設備では、液化天然ガス等の冷熱を活用して空気を液化し、液体窒素及び液体酸素を得る際の動力(原単位)を削減する技術がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
発電設備に専用の深冷設備を併設する場合、液体酸素に関してはガス化して純酸素として発電設備で使用することができるが、液体窒素の使用先がない。
【0006】
特に、大規模な発電所では余剰になる液体窒素の量も大量となってしまう。発電設備でこの液体窒素を利用できるようにすれば発電所内部で全ての液体酸素・液体窒素を消費でき工業ガス市場に影響(供給過剰)を与えずにすむ。
【0007】
本発明は、上記状況に鑑みてなされたもので、液体窒素及び液体酸素を得るための深冷設備において、液体窒素を気化するための潜熱を冷熱源とすることで窒素を製造することができる窒素製造装置を提供することを目的とする。
【0008】
また本発明は、上記状況に鑑みてなされたもので、液体窒素及び液体酸素を得るための深冷設備において液体窒素を気化するための潜熱を冷熱源とすることで窒素を製造したのちその窒素を作動流体と消費することができるタービン発電設備を提供することを目的とする。
【0009】
【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窒素製造設備は、
空気を圧縮する空気圧縮機と、
圧縮空気を冷却して液化する液化冷却手段と、
液化冷却手段で液化された空気を液体窒素と液体酸素に分離して精製する分離・精製手段と、
分離・精製手段で分離された液体窒素を液化冷却手段に圧送する窒素ポンプとを備え、
液化冷却手段では、窒素ポンプで圧送された液体窒素を圧縮空気との間で熱交換して蒸発させて高圧窒素を得ると同時にその潜熱及び冷熱で圧縮空気が冷却される
ことを特徴とする。
【0010】
上記目的を達成するための本発明の窒素製造設備は、
空気を圧縮する空気圧縮機と、
圧縮空気を冷却して液化する液化冷却手段と、
液化冷却手段で液化された空気を液体窒素と液体酸素に分離して精製する分離・精製手段と、
分離・精製手段で分離された液体窒素を液化冷却手段に圧送する窒素ポンプと、分離・精製手段で分離された液体酸素を液化冷却手段に圧送する酸素ポンプとを備え、
液化冷却手段では、窒素ポンプ及び酸素ポンプで圧送された液体窒素及び液体酸素を圧縮空気との間で熱交換して蒸発させて高圧窒素及び高圧酸素を得てその潜熱による冷熱で圧縮空気が冷却される
ことを特徴とする。
【0011】
上記目的を達成するための本発明の窒素製造設備は、
空気を圧縮する空気圧縮機と、
圧縮空気を膨張して発電を行うタービンと、
タービンの排気流体を冷却して液化する液化冷却手段と、
液化冷却手段で液化された排気流体を液体窒素と液体酸素に分離して精製する分離・精製手段と、
分離・精製手段で分離された液体窒素を液化冷却手段に圧送する窒素ポンプと、を備え、
液化冷却手段では、窒素ポンプで圧送された液体窒素を排気流体との間で熱交換して蒸発させて高圧窒素を得ると同時にその潜熱及び冷熱で排気流体が冷却される
ことを特徴とする。
【0012】
上記目的を達成するための本発明の窒素製造設備は、
空気を圧縮する空気圧縮機と、
圧縮空気を膨張して発電を行う膨張タービンと、
タービンの排気流体を冷却して液化する液化冷却手段と、
液化冷却手段で液化された排気流体を液体窒素と液体酸素に分離して精製する分離・精製手段と、
分離・精製手段で分離された液体窒素を液化冷却手段に圧送する窒素ポンプと、分離・精製手段で分離された液体酸素を液化冷却手段に圧送する酸素ポンプとを備え、
液化冷却手段では、窒素ポンプ及び酸素ポンプで圧送された液体窒素及び液体酸素を排気流体との間で熱交換して蒸発させて高圧窒素及び高圧酸素を得てその潜熱による冷熱で排気流体が冷却される
ことを特徴とする。
【0013】
そして、液化冷却手段で得られる高圧窒素は、高圧窒素ガスであることを特徴とする。
【0014】
また、液化冷却手段で得られる高圧窒素及び高圧酸素は、高圧窒素ガス及び高圧酸素ガスであることを特徴とする。
【0015】
また、液化天然ガス貯蔵手段及び/または液炭酸貯蔵手段を備え、
液化冷却手段には、液化天然ガス貯蔵手段からの液化天然ガス及び/または液炭酸貯蔵手段からの液化炭酸が冷熱源として供給されることを特徴とする。
【0016】
また、圧縮空気を冷却する冷却手段が備えられていることを特徴とする。
【0017】
また、冷却手段の冷熱源は、液化冷却手段で得られた高圧窒素及び高圧酸素の顕熱であることを特徴とする。
【0018】
また、圧縮機及び燃焼器及びタービンからなるガスタービン設備と、
ガスタービン設備のタービンの排気ガスの熱回収を行って蒸気を発生させる排熱回収ボイラと、
排熱回収ボイラで生成された蒸気を作動熱源とする吸収冷凍機とを備え、
冷却手段の冷熱源は、吸収冷凍機で生成された冷水であることを特徴とする。
【0019】
また、ガスタービン設備の圧縮機の吸気を冷却する吸気冷却手段と、
ガスタービン設備の圧縮機からの圧縮空気の一部を冷却し冷却後の圧縮空気を空気圧縮機に供給する中間冷却手段と
を備え、
吸気冷却手段及び中間冷却手段の冷熱源は、分離・精製手段で分離された液体窒素及び液体酸素、及びまたは、液化冷却手段で得られた高圧窒素及び高圧酸素であることを特徴とする。
【0020】
また、吸気冷却手段及び中間冷却手段の冷熱源として、吸収冷凍機で生成された冷水がさらに用いられることを特徴とする。
【0021】
また、液化冷却手段で得られた高圧窒素ガスが燃焼器に供給され、燃焼器からの燃焼ガスがタービンに送られることを特徴とする。
【0022】
また、液化冷却手段で得られた高圧窒素(気体)及び高圧酸素(気体)が燃焼器に供給され、燃焼器からの燃焼ガスがタービンに送られることを特徴とする。
【0023】
上記目的を達成するための本発明のタービン発電設備は、
請求項1もしくは請求項3に記載の窒素製造設備と、
燃焼器からの燃焼ガスが送られて作動するタービンとを備え、
高圧窒素製造設備で得られた高圧窒素が燃焼器に供給されて燃料と共に燃焼されることを特徴とする。
【0024】
そして、圧縮機及び燃焼器及びタービンからなるガスタービン設備を更に備え、
窒素製造設備で得られた高圧窒素がガスタービン設備の圧縮機の吸気の冷熱源とされた後にタービンの燃焼器に供給されることを特徴とする。
【0025】
上記目的を達成するための本発明のタービン発電設備は、
請求項2もしくは請求項4に記載の窒素製造設備と、
燃焼器からの燃焼ガスが送られて作動するタービンとを備え、
窒素製造設備で得られた高圧窒素及び高圧酸素が燃焼器に供給されて燃料と共に燃焼されることを特徴とする。
【0026】
そして、圧縮機及び燃焼器及びタービンからなるガスタービン設備を更に備え、
窒素製造設備で得られた高圧窒素がガスタービン設備の圧縮機の吸気の冷熱源とされた後にタービンの燃焼器に供給されることを特徴とする。
【0027】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態例に係る窒素製造設備は、空気を圧縮する空気圧縮機と、圧縮空気を冷却して液化する液化冷却手段と、液化冷却手段で液化された空気を液体窒素と液体酸素に分離して精製する分離・精製手段と、分離・精製手段で分離された液体窒素を液化冷却手段に圧送する窒素ポンプと、分離・精製手段で分離された液体酸素を液化冷却手段に圧送する酸素ポンプとを備え、液化冷却手段では、窒素ポンプ及び酸素ポンプで圧送された液体窒素及び液体酸素を圧縮空気との間で熱交換して蒸発させて高圧窒素及び高圧酸素を得てその潜熱による冷熱で圧縮空気が冷却される。これと同時に高圧の窒素及び酸素を製造する設備である。
【0028】
液体窒素及び液体酸素の蒸発においては同時に空気の液化を行い、液化の冷熱源として深冷液体の潜熱と顕熱が回生活用される。
【0029】
本発明は、液体窒素・酸素を圧縮空気との間で熱交換して蒸発させ、高圧気体の窒素・酸素を得る。一方、空気圧縮機で圧縮された空気を高圧の窒素(及び高圧の酸素)の顕熱により冷却し、タービンで出力を取り出して更に温度を下げた後に液化冷却手段で圧縮空気を冷却して液化する構成も本発明の形態である。
【0030】
【実施例】
第1実施例に係る窒素製造装置を説明する。本実施例では、圧縮空気を高圧気体の窒素及び酸素の顕熱により冷却したのち、タービンで膨張させて出力を取り出して更に減温し、その後に液化冷却手段で圧縮空気を冷却して液化する。空気液化の冷熱は、液体窒素と液体酸素の蒸発潜熱で高圧の窒素(気体)及び高圧の酸素(気体)を製造する設備となっている。
【0031】
図1には本発明の第1実施例に係る窒素製造装置としての空気液化・気化プラントの概略系統を示してある。
【0032】
図に示すように、空気液化・気化プラント21には、電動機10により駆動される圧縮機1が備えられ、圧縮機1で圧縮された圧縮空気は冷却手段としての予冷熱交換器2で冷却され膨張タービン3で膨張される。膨張タービン3には発電機4が連結され、発電出力を取り出す。膨張タービン3で膨張された空気は第1深冷熱交換器5で冷却され、更に、液化冷却手段としての第2深冷熱交換器6で冷却されて液化される。
【0033】
第2深冷熱交換器6で冷却されて液化された流体は分離・精製手段としての分離・精製システム7により深冷液体gl1 (窒素)及び深冷液体gl2 (酸素)とされる。分離・精製システム7から余剰排出される深冷気体gaは第1深冷熱交換器5及び予冷熱交換器2の冷熱源とされ圧縮機1の吸気(大気)に合流される。圧縮機1の入口空気が深冷気体gaとの混合吸気となっているので、圧縮空気1の流量が増大し低温吸気により圧縮機1の排気も低温となって後流の液化プラント系統の冷却が容易となる。
【0034】
分離・精製システム7により分離された深冷液体gl1 (窒素)は液化窒素タンク8に貯留され、分離された深冷液体gl2 (酸素)は液化酸素タンク9に貯留される。液化窒素タンク8に貯留された深冷液体gl1 (窒素)は窒素ポンプ11により第2深冷熱交換器6に送られ、液化酸素タンク9に貯留された深冷液体gl2 (酸素)は酸素ポンプ12により第2深冷熱交換器6に送られる。
【0035】
第2深冷熱交換器6に送られた深冷液体gl1 (窒素)及び深冷液体gl2 (酸素)は気化されて深冷気体gg1 (窒素)及び深冷気体gg2 (酸素)とされる。第2深冷熱交換器6では深冷液体gl1 (窒素)及び深冷液体gl2 (酸素)が気化する際の潜熱で膨張タービン3及び第1深冷熱交換器5を経由した低温空気を液化する。つまり、第2深冷熱交換器6では液化と気化が同時に行われる。第2深冷熱交換器6からの深冷気体gg1 (窒素)及び深冷気体gg2 (酸素)は予冷熱交換器2に送られ、顕熱が予冷熱交換器2の冷熱源とされる。
【0036】
第2深冷熱交換器6では液化天然ガスLNG が気化できるようにすると、液化天然ガスの潜熱も冷熱源として活用できる。
【0037】
上述した空気液化・気化プラント21は、液体窒素及び液体酸素を発電利用のために気体にする。つまり、液化と蒸発を同時に行うものである。液相の深冷液体gl1 (窒素)及び深冷液体gl2 (酸素)を窒素ポンプ11及び酸素ポンプ12で加圧しているので、高圧の深冷気体gg1 (窒素)及び深冷気体gg2 (酸素)が得られるので、通常のガスタービン構成にある圧縮機を用いなくても深冷気体gg1 (窒素)及び深冷気体gg2 (酸素)をタービン燃焼器の高圧気体として用いたり、深冷気体gg2 (酸素)を純酸素としてガスタービン設備に備えられた燃料電池の反応用酸素として用いることが可能となる。
【0038】
上述した空気液化・気化プラント21では、深冷液体gl1 (窒素)及び深冷液体gl2 (酸素)の蒸発時の潜熱を活用して空気液化の冷熱源としているので、ターボ冷凍機等の別途冷熱を発生するための動力を削減することができる。また、液化天然ガスlng の気化による潜熱も同様に活用できる。つまり、深冷液体gl1 (窒素)及び深冷液体gl2 (酸素)の冷熱を活用する目的は、気化動力(原単位)を下げて経済性を高めるためである。
【0039】
図2に基づいて上述した空気液化・気化プラント21を備えたタービン発電設備の実施例を説明する。図2には本発明の第1実施例に係るタービン発電設備の概略系統を示してある。
【0040】
図2に示したタービン発電設備は、図1に示した空気液化・気化プラント21からの窒素・酸素と、燃料が燃焼器15,16,17に送られ、その燃焼ガスで作動するタービン25,26,27と、圧縮機31及び燃焼器32及びタービン33からなる第1ガスタービン設備34と、圧縮機35及び燃焼器36及びタービン37からなる第2ガスタービン設備38の吸気冷却ガスタービン発電設備で構成されている。
【0041】
タービン25,26は軸直結につなげられ、タービン25,26の同軸に発電機29が備えられている。また、タービン27には同軸に発電機30が備えられている。タービン25,26の燃焼器15,16には空気液化・気化プラント21で製造された高圧酸素gg2 が燃料fとともに供給される。高圧酸素gg2 は加熱熱交換器41で蒸気sによって所定の温度に制御される。
【0042】
第1ガスタービン設備34では、圧縮機31の吸気が吸気冷却装置45に直接噴射される深冷気体gg1 (低温の窒素ガス)で冷却される。圧縮機31からの圧縮空気が燃料fと燃焼器32で燃焼し、燃焼器32からの燃焼ガスによりタービン33が作動し、発電機46で発電出力が取り出される。タービン33の排気は排熱回収ボイラ47で熱回収され、排熱回収ボイラ47で生成された蒸気は図示しない蒸気タービンに送られると共に深冷熱交換器41に加熱用の蒸気として送られる。
【0043】
第2ガスタービン設備38では、圧縮機35の吸気が吸気熱交換装置48によって深冷気体gg1 で間接的に冷却される。圧縮機35からの圧縮空気が燃料fと燃焼器36で燃焼し、燃焼器36からの燃焼ガスによりタービン37が作動し、発電機49で発電出力が取り出される。タービン37の排気は排熱回収ボイラ50で熱回収され、排熱回収ボイラ50で生成された蒸気は図示しない蒸気タービンに送られると共に深冷熱交換器41に加熱用の蒸気として送られる。
【0044】
熱交換された後の深冷気体gg1 (窒素)は加熱熱交換器42で加熱用蒸気sとの間で熱交換され、タービン25の燃焼器25に供給される。加熱熱交換器42には、排熱回収ボイラ47で生成された蒸気も使用される。
【0045】
タービン25の燃焼器15には、空気液化・気化プラント21で製造された深冷気体gg2 (酸素)及び深冷気体gg1 (窒素)が昇温の後燃料fとともに送られ、燃焼器15からの燃焼ガスによりタービン25が作動される。タービン25の排気はタービン26の燃焼器16に供給される。燃焼器16には空気液化・気化プラント21で製造され昇温したgg2 (酸素)及び燃料fが供給され、燃焼器16からの燃焼ガスによりタービン26が作動される。タービン25及びタービン26の出力が発電機29で発電出力として取り出される。
【0046】
タービン26の排気は排熱回収ボイラ18で熱回収され、排熱回収ボイラ18で生成された蒸気は図示しない蒸気タービンに送られると共に加熱熱交換器41及び加熱熱交換器42に送られる。
【0047】
一方、タービン27には同軸に発電機29が結合され、タービン27の燃焼器17には空気液化・気化プラント21で製造され昇温したgg2 (高圧の酸素ガス:高圧O2)が燃料fとともに供給される。また、燃焼器17には液炭酸プラント20からの高圧CO2 が送られる。燃焼器17からの燃焼ガスによりタービン27が作動され、タービン27の出力が発電機30で発電出力として取り出される。
【0048】
タービン27の排気は排熱回収ボイラ19で熱回収され、排熱回収ボイラ19で生成された蒸気は図示しない蒸気タービンに送られると共に熱交換器(41,42,43)に送られる。排熱回収ボイラ19で熱回収された排気ガスからはCO2 (H2O )が回収され、再び液体炭酸として環境には排出しない。
【0049】
通常、ガスタービンでは吸気の20%から6%程度の酸素O2を消費しているため、残りの酸素O2は更に2台のガスタービンを作動させる余力を持っている。つまり、空気液化・気化プラント21で製造した酸素O2(空気から分離した酸素O2)は3倍に活用できることになる。例えば、窒素で作動する発電において1/3酸素O2の当量燃焼、閉サイクル発電設備において1/3酸素O2の当量燃焼、燃料電池を備えた閉サイクル発電設備において1/3酸素O2の当量燃焼等に活用できる。
【0050】
図2に示した実施例では、高圧の窒素作動の発電におけるタービン25,26に酸素O2を2/3(1/3の2倍)使用し、高圧のCO2 作動の発電におけるタービン27に酸素O2を1/3使用した例を示してある。燃料fとO2系に膨張タービンを併設しそのタービン排気を燃焼器15、16、17に投入すると、全体の効率をさらに向上させることができる。また、加熱熱交換器41,42の加熱源として排熱回収ボイラで生成された蒸気を用いることにより、窒素系と酸素系の流体を加熱して燃料fを節約することができる。
【0051】
図3に基づいて第2実施例に係る窒素製造装置を説明する。
【0052】
本実施例では、圧縮空気を高圧の窒素及び高圧の酸素・酸素・二酸化炭素及び気化LNG ガスの顕熱により冷却し、膨張タービンで膨張させて出力を取り出した後に液化冷却手段で圧縮空気を冷却して液化する。高圧の液体の窒素及び高圧の液体の酸素を製造する設備となっている。つまり、液化流体の蒸発と空気の液化を同時に行い、液化流体の蒸発潜熱と顕熱を回生活用するシステムをしている。
【0053】
図3には本発明の第2実施例に係る窒素製造装置としての深冷プラントの概略系統を示してある。尚、図1に示した部材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。
【0054】
図に示すように、深冷プラント61には、電動機10により駆動されて空気を圧縮する圧縮機1が備えられ、圧縮機1で圧縮された空気は冷却手段としての予冷熱交換器62で冷却され膨張タービン3で出力を取り出す。膨張タービン3には発電機4が連結され、発電出力を取り出す。膨張タービン3の排気は低温となっているが更に深冷熱交換器63で冷却されて液化される。
【0055】
深冷熱交換器63で冷却されて液化された液体空気は分離・精製手段としての分離・精製システム7により深冷液体gl1 (窒素)及び深冷液体gl2 (酸素)とされる。分離・精製システム7により分離された深冷液体gl1 (窒素)は液体窒素タンク8に貯留され、分離・精製システム7により分離された及び深冷液体gl2 (酸素)は液体酸素タンク9に貯留される。液体窒素タンク8に貯留された深冷液体gl1 (窒素)は窒素ポンプ11により深冷熱交換器63に送られ、液体酸素タンク9に貯留された深冷液体gl2 (酸素)は酸素ポンプ12により深冷熱交換器63に送られる。
【0056】
深冷熱交換器63には、液化天然ガスタンク64に貯留された液化天然ガスlng がポンプ81により圧送され、更に、図示しない液炭酸タンクに貯留された液体CO2 がポンプ82により圧送される。深冷熱交換器63に送られた深冷液体gl1 (窒素)及び深冷液体gl2 (酸素)及び液化天然ガスlng 及び液体CO2 lcが気化するときの冷熱を空気液化に利用する(la1 →la2)。深冷熱交換器63の出口流体の窒素ln2 及び酸素lo2 及び天然ガスlng2及びCO2lc2は予冷熱交換器62に送られ、顕熱が予冷熱交換器2の冷熱源とされる。
【0057】
尚、深冷プラント61としては、深冷熱交換器63及び予冷熱交換器2の複段冷熱利用で説明したが、予冷熱交換器2を省略した単段冷熱利用とすることも可能である。
【0058】
上述した深冷プラント61では、深冷液体gl1 (窒素)及び深冷液体gl2 (酸素)及び液化天然ガスlng 及び液体CO2 lcへの気化と空気の液化が同時に行われる。このための冷熱は、深冷液体の蒸発潜熱と顕熱を回生活用する。この場合、冷熱量の差(QL −QN −QO −QLNG −QC )についての最小限の(PT −LM )の生成動力(kW)を投入する。そして、夜間電力を用いて深冷液体gl1 (窒素)及び深冷液体gl2 (酸素)及び液化天然ガスlng 及び液体CO2 を貯留する場合時間差運用が行なえる。
【0059】
図4に基づいて上述した深冷プラント61を備えたタービン発電設備の実施例を説明する。図4には本発明の第2実施例に係るタービン発電設備の概略系統を示してある。
【0060】
図4に示したタービン発電設備は、図3に示した深冷プラント61と、燃焼器65からの燃焼ガスが送られて作動する窒素タービン66と、燃焼器67からの燃焼ガスが送られて作動する炭酸タービン68と、酸素を圧縮して燃焼器65,67に供給する発電機70で駆動される酸素圧縮機69とを備えている。
【0061】
燃焼器65には深冷プラント61で製造された深冷窒素ln3 及び液体酸素lo3 及び液化天然ガスlng3が供給される。また、必要に応じて酸素圧縮機69で圧縮された酸素が供給される。燃焼器65からの燃焼ガスにより窒素タービン66が作動され、窒素タービン66の出力が発電機71から取り出される。窒素タービン66の排気は排熱回収ボイラ72で熱回収され、排熱回収ボイラ72で生成された蒸気は図示しない蒸気タービンに送られる。
【0062】
燃焼器67には深冷プラント61で製造された液体酸素lo3 及び液化天然ガスlng3及び液体CO2lc3が供給される。また、酸素圧縮機69で圧縮された酸素が供給される。燃焼器67からの燃焼ガスにより炭酸タービン68が作動し、炭酸タービン68の出力が発電機73で取り出される。炭酸タービン68の排気は排熱回収ボイラ74で熱回収され、排熱回収ボイラ74で生成された蒸気は図示しない蒸気タービンに送られる。排熱回収ボイラ74で熱回収された炭酸タービン68の排気は図示しないCO2 回収系でCO2 を回収する。
【0063】
上述したタービン発電設備では、深冷窒素ln2 及び液体酸素lo2 及び液化天然ガスlng2及び液体CO2lc2の顕熱を利用して予冷熱交換器2で圧縮空気の予冷が行われる。発電設備では窒素タービン66と炭酸タービン68とが作動され、窒素タービン66の排気は環境に排出され、炭酸タービン68の排気は回収される。窒素タービン66の入口圧力は液相における窒素ポンプ11の昇圧で確保され、炭酸タービン68の入口圧力は液相におけるポンプ82の昇圧で確保される。
【0064】
また、炭酸タービン68の排気は合成プラントでCO2 が回収され、メタノールやジメチルエーテルの原料とされる。必要なH2を電気分解で得る場合、併産するO2は必要に応じて液体酸素に転換・貯蔵したり、図示の酸素圧縮機69を経由して発電設備の酸素供給ラインに投入利用される。
【0065】
図5乃至図8に基づいて第3実施例乃至第6実施例に係る窒素製造装置を説明する。
【0066】
第3実施例乃至第6実施例に係る窒素製造装置は、第1実施例における第1深冷熱交換器5、第2深冷熱交換器6、分離・精製システム7、液体窒素タンク8及び液体酸素タンク9の部位を深冷プラント76に内包されるものとして示してあり、予冷熱交換器2は後段冷却器57に置き替えした構成となっている。そして、図中で深冷プラント76で得られる流体は、深冷気体ggとして示してある。また、第2実施例を適用した場合には深冷プラント76で得られる流体は、深冷液体llとなる。
【0067】
図5には本発明の第3実施例に係る窒素製造装置の概略系統を示してある。尚、図1に示した部材と同一部材には同一符号を付してある。
【0068】
図に示すように、圧縮機51及び燃焼器52及びタービン53からなるガスタービン設備54が備えられ、ガスタービン設備54のタービン53の排気が排熱回収ボイラ55で熱回収される。排熱回収ボイラ55で発生した蒸気sは蒸気系14に送られると共に吸収冷凍機56の作動熱源とされる。
【0069】
一方、圧縮機1で圧縮された圧縮空気は後段冷却器57で冷却され、後段冷却器57で冷却された圧縮空気は膨張タービン3で膨張したのち深冷プラント76に送られる。吸収冷凍機56で生成された冷水l1は後段冷却器57に送られて後段冷却器57の冷熱源とされる。吸収冷凍機56を作動した蒸気は復水wとなって再び排熱回収ボイラ55に給水される。
【0070】
上述した窒素製造装置は、深冷プラント76にコージェネ設備を併設したので、圧縮機1の動力を削減することができ、予冷のための冷水l1の供給により、深冷プラント76の省エネルギー性を高めることができる。深冷プラント76で得るものは深冷の気体gg、液化物llのいずれでもよい。
【0071】
図6には本発明の第4実施例に係る窒素製造装置の概略系統を示してある。尚、図1及び図5に示した部材と同一部材には同一符号を付してある。
【0072】
図に示すように、圧縮機51及び燃焼器52及びタービン53からなるガスタービン設備54が備えられ、ガスタービン設備54のタービン53の排気が排熱回収ボイラ55で熱回収される。排熱回収ボイラ55で発生した蒸気sは蒸気系14に送られると共に吸収冷凍機56の作動熱源とされる。
【0073】
圧縮機51の吸気を冷却する吸気冷却器58が設けられ、圧縮機51の吸気が深冷気体ggもしくは深冷液体llで冷却される。圧縮機51で圧縮された圧縮空気の一部を分岐して中間冷却器59で冷却する。深冷気体ggもしくは深冷液体llの一部が冷却中間冷却器59で空気冷却に用いられ低温の空気が圧縮機1に送られる。
【0074】
一方、圧縮機1で圧縮された空気は後段冷却器57で冷却され、膨張タービン3で膨張してさらに低温となり深冷プラント76に送られる。吸収冷凍機56で生成された冷水l1は後段冷却器57に送られて後段冷却器57の冷熱源とされる。吸収冷凍機56を作動した蒸気は復水wとなり排熱回収ボイラ55に給水される。
【0075】
上述した窒素製造装置は、ガスタービン設備54の圧縮機51で圧縮された圧縮空気の一部を圧縮機1で加圧して膨張タービン3の断熱膨張冷却で深冷する。ガスタービン設備54の圧縮機51の吸気を吸気冷却器58で冷却する際の冷却媒体に深冷気体ggもしくは深冷液体llを用いて圧縮機吸気重量流量を増加させて出力増強を行う。圧縮機51の吸気冷却により増加した吸気量をそのまま圧縮機1の吸気として使用しこの予圧の分だけ圧縮機1のの圧縮比を軽減する。
【0076】
したがって、タービン53の出力を設計値に保った状態で圧縮機51の動力を設計値より後段冷却器57の分だけ高くすることになるが、予圧分には電動機10及び発電機5の効率がかからずに取り出されるためこれら2損失の影響でシステム効率が低下するのを防ぐことになり、結果としてシステム効率を向上させることができる。
【0077】
図7には本発明の第5実施例に係る窒素製造装置の概略系統を示してある。尚、図1及び図6に示した部材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。
【0078】
図7に示した窒素製造装置は、図6に示した窒素製造装置に対し、ガスタービン54の軸で駆動される圧縮機85を備え、圧縮機85の吸気を冷却する吸気冷却器58を備えている。更に、圧縮機51及び圧縮機85の吸気冷却器58の上流側には予冷器86がそれぞれ設けられている。また、中間冷却器59の上流には高温熱交換器87及び予冷器88が設けられている。また、後段冷却器57の後流側には仕上げ冷却器89が設けられている。予冷器86及び予冷器88の冷熱源は吸気冷凍機56からの冷水が用いられ、仕上げ冷却器89の冷熱源は深冷プラント76の深冷気体ggもしくは深冷液体llの一部が用いられる。深冷気体ggは深冷空気、深冷窒素、深冷液体llは液体空気、液体窒素、液体酸素である。
【0079】
尚、圧縮機1をガスタービン設備54の系と機械的に連結させる場合は軸直結あるいは歯車装置を介しての結合等の方法は自由である。
【0080】
上述した窒素製造装置は、圧縮機85(初段の圧縮機)が軸駆動であるが、その軸駆動力は吸気冷却によるガスタービン設備54の増出力で確保される。吸気冷却器58及び中間冷却器59には冷水を用いた予冷器86及び予冷器88を併用して深冷流体の節約を図っている。中間冷却器59には最上流に高温熱交換器87を設け、冷却流体は、下流熱交換器AC−IC あるいは別途熱交換器PCの出口流体や単独の(gg,ll) の他温度条件によって、▲1▼燃料、▲2▼給水、▲3▼蒸気とする。つまり、高温熱交換器87では、▲1▼燃料の場合に燃料予熱を行い、▲2▼の場合に蒸気を発生させ、▲3▼の場合に蒸気過熱を行う。
【0081】
後段冷却器57の後流には仕上げ冷却器89を設け、膨張タービン3の入口の温度の低減を図る。単独の冷却器毎に深冷プラント76の深冷気体ggもしくは深冷液体llの一部を流す他、各熱交換器を自由に選択して経由させる。例えば、仕上げ冷却器89から中間冷却器59、吸気冷却器58へとシリーズに深冷気体ggもしくは深冷液体llの一部を経由させてその都度昇温させ、吸気冷却器58の出口で高温流体として取り出すことも可能である。他の例として、仕上げ冷却器89から中間冷却器59及び吸気冷却器58、高温熱交換器87へと深冷気体ggもしくは深冷液体llの一部を経由させて、更に高温で取り出すことも可能である。
【0082】
尚、空気ラインの熱交換の配置は図6に示した窒素製造装置にも適用することができる。
【0083】
図8には本発明の第6実施例に係る窒素製造装置の概略系統を示してある。尚、図1及び図7に示した部材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。第6実施例に係る窒素製造装置のでは、深冷プラント76では深冷気体gg及び深冷液体llが製造されるようになっている。
【0084】
図8に示した窒素製造装置は、図7に示した窒素製造装置に対し、仕上げ冷却器89の後流側にタービン入口温度冷却器90を備えている。タービン入口温度冷却器90には深冷気体ggの一部が冷熱源として送られ、その後圧縮機51及び圧縮機85の吸気に混合される。深冷液体llの一部(必要量)はポンプ79で昇圧されて仕上げ冷却器89に送られる。
【0085】
上述した窒素製造装置は、深冷プラント76からの深冷気体ggの一部(必要量)をガスタービン設備54の圧縮機51に吸入し、吸気冷却効果によりガスタービン出力を向上させる。また、深冷プラント76からの深冷気体ggの一部を深冷設備系統の圧縮機85に吸入し、吸気量の増大と吐出温度の低下を図り、液化効率を向上させる。深冷プラント76からの深冷気体ggの一部を圧縮機51及び圧縮機85に混合するだけの場合もあり、各熱交換器は冷却計画に応じて自由に構成することができる。深冷プラント76からの深冷気体ggの一部を改めてタービン入口温度冷却器90に送り、膨張タービン3の入口温度を低下させてから圧縮機51及び圧縮機85に吸入することもある。深冷プラント76からの深冷気体ggの一部をタービン入口温度冷却器90に通さない場合、低温の深冷気体ggの一部を圧縮機51及び圧縮機85の入口に直接供給することができる。
【0086】
【発明の効果】
本発明の窒素製造設備は、空気を圧縮する空気圧縮機と、圧縮空気を冷却(膨張冷却)して液化する液化冷却手段と、液化冷却手段で液化された空気を液体窒素と液体酸素に分離して精製する分離・精製手段と、分離・精製手段で分離された液体窒素を液化冷却手段に圧送する窒素ポンプとを備え、液化冷却手段では、窒素ポンプで圧送された液体窒素を圧縮空気との間で熱交換して蒸発させて高圧窒素を得る。つまり液体窒素の蒸発潜熱による冷熱で圧縮空気が冷却されるので、液体窒素及び液体酸素を得るための深冷設備において、液体窒素を気化するための潜熱を冷熱源とすることで少ない動力で窒素を製造することができる窒素製造装置となる。
【0087】
本発明の窒素製造設備は、空気を圧縮する空気圧縮機と、圧縮空気を冷却して液化する液化冷却手段と、液化冷却手段で液化された空気を液体窒素と液体酸素に分離して精製する分離・精製手段と、分離・精製手段で分離された液体窒素を液化冷却手段に圧送する窒素ポンプと、分離・精製手段で分離された液体酸素を液化冷却手段に圧送する酸素ポンプとを備え、液化冷却手段では、窒素ポンプ及び酸素ポンプで圧送された液体窒素及び液体酸素を圧縮空気との間で熱交換して蒸発させて高圧窒素及び高圧酸素を得てその潜熱による冷熱で圧縮空気が冷却されるので、液体窒素及び液体酸素を得るための深冷設備において、液体窒素及び液体酸素を気化するための潜熱を冷熱源とすることで窒素及び酸素を製造することができる窒素製造装置となる。
【0088】
本発明の窒素製造設備は、空気を圧縮する空気圧縮機と、圧縮空気を膨張して発電を行うタービンと、タービンの排気流体を冷却して液化する液化冷却手段と、液化冷却手段で液化された排気流体を液体窒素と液体酸素に分離して精製する分離・精製手段と、分離・精製手段で分離された液体窒素を液化冷却手段に圧送する窒素ポンプとを備え、液化冷却手段では、窒素ポンプで圧送された液体窒素を排気流体との間で熱交換して蒸発させて高圧窒素を得てその潜熱による冷熱で排気流体が冷却されるので、液体窒素及び液体酸素を得るための深冷設備において、液体窒素を気化するための潜熱を冷熱源とすることで窒素を製造することができる窒素製造装置となる。
【0089】
本発明の窒素製造設備は、空気を圧縮する空気圧縮機と、圧縮空気を膨張して発電を行うタービンと、タービンの排気流体を冷却して液化する液化冷却手段と、液化冷却手段で液化された排気流体を液体窒素と液体酸素に分離して精製する分離・精製手段と、分離・精製手段で分離された液体窒素を液化冷却手段に圧送する窒素ポンプと、分離・精製手段で分離された液体酸素を液化冷却手段に圧送する酸素ポンプとを備え、液化冷却手段では、窒素ポンプ及び酸素ポンプで圧送された液体窒素及び液体酸素を排気流体との間で熱交換して蒸発させて高圧窒素及び高圧酸素を得てその潜熱による冷熱で排気流体が冷却されるので、液体窒素及び液体酸素を得るための深冷設備において、液体窒素及び液体酸素を気化するための潜熱を冷熱源とすることで窒素を製造することができる窒素製造装置となる。
【0090】
本発明のタービン発電設備は、請求項1もしくは請求項3に記載の窒素製造設備と、燃焼器からの高温燃焼ガスが送られて作動するタービンとを備え、高圧窒素製造設備で得られた高圧窒素が高圧酸素と共に燃焼器に供給されて燃料と共に燃焼されるので、液体窒素及び液体酸素を得るための深冷設備において液体窒素及び液体酸素を気化するための潜熱を冷熱源とすることで窒素を製造して窒素を消費することができるタービン発電設備となる。
【0091】
本発明のタービン発電設備は、請求項2もしくは請求項4に記載の窒素製造設備と、燃焼器からの高温燃焼ガスが送られて作動するタービンとを備え、窒素製造設備で得られた高圧窒素及び高圧酸素が燃焼器に供給されて燃料と共に燃焼されるので、液体窒素及び液体酸素を得るための深冷設備において液体窒素及び液体酸素を気化するための潜熱を冷熱源とすることで窒素を製造して窒素を消費することができるタービン発電設備となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例に係る窒素製造装置としての空気液化・気化プラントの概略系統図。
【図2】本発明の第1実施例に係るタービン発電設備の概略系統図。
【図3】本発明の第2実施例に係る窒素製造装置としての深冷プラントの概略系統図。
【図4】本発明の第2実施例に係るタービン発電設備の概略系統図。
【図5】本発明の第3実施例に係る窒素製造装置の概略系統図。
【図6】本発明の第4実施例に係る窒素製造装置の概略系統図。
【図7】本発明の第5実施例に係る窒素製造装置の概略系統図。
【図8】本発明の第6実施例に係る窒素製造装置の概略系統図。
【符号の説明】
1,31,35,85 圧縮機
2 予冷熱交換器
3 膨張タービン
4,29,30,46,49,71,73 発電機
5 第1深冷熱交換器
6 第2深冷熱交換器
7 分離・精製システム
8 液化窒素タンク
9 液化酸素タンク
10,70 モータ
11 窒素ポンプ
12 酸素ポンプ
14 蒸気系
15,16,17,32,36,65 燃焼器
18,19,47,50,72,74 排熱回収ボイラ
20 液炭酸プラント
21 空気液化・気化プラント
25,26,27,33,37 タービン
34 第1ガスタービン設備
38 第2ガスタービン設備
41,42 加熱熱交換器
45 吸気冷却装置
48 吸気熱交換装置
61,76 深冷プラント
62 予冷熱交換器
63 深冷熱交換器
64 液化天然ガスタンク
66 窒素タービン
68 炭酸タービン
69 酸素圧縮機
79,81,82 ポンプ
86 予冷器
87 高温熱交換器
89 仕上げ冷却器
90 タービン入口温度冷却器[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an apparatus for producing nitrogen gas in a cryogenic facility for obtaining liquid nitrogen and liquid oxygen.
[0002]
The present invention also relates to a turbine power generation facility capable of producing nitrogen gas and consuming the nitrogen gas in a cryogenic facility for obtaining liquid nitrogen and liquid oxygen.
[0003]
[Prior art]
From the viewpoint of environmental conservation, a turbine power generation facility that burns hydrogen or a hydrocarbon fuel with pure oxygen in a power generation facility (power generation plant) has been proposed. In such a turbine power generation facility, the exhaust gas of the turbine is introduced again into the compressor as a recirculating fluid. In other words, because of the closed cycle, CO 2 It can be an exhaust-free plant that does not emit other exhaust.
[0004]
In the case of turbine power generation equipment that uses pure oxygen, cryogenic equipment is always required as a separate plant. In a cryogenic facility, there is a technique for liquefying air using cold heat of liquefied natural gas or the like to reduce the power (unit consumption) when obtaining liquid nitrogen and liquid oxygen.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
When a dedicated cryogenic facility is installed in the power generation facility, liquid oxygen can be gasified and used as pure oxygen in the power generation facility, but there is no use destination for liquid nitrogen.
[0006]
In particular, in large-scale power plants, the amount of surplus liquid nitrogen becomes large. If this liquid nitrogen can be used in the power generation equipment, all of the liquid oxygen and liquid nitrogen can be consumed inside the power plant, so that the industrial gas market is not affected (excess supply).
[0007]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and in a refrigeration facility for obtaining liquid nitrogen and liquid oxygen, nitrogen can be produced by using latent heat for vaporizing liquid nitrogen as a cold heat source. An object of the present invention is to provide a nitrogen production device.
[0008]
Further, the present invention has been made in view of the above circumstances, and in a cryogenic facility for obtaining liquid nitrogen and liquid oxygen, the latent heat for vaporizing liquid nitrogen is used as a cold heat source to produce nitrogen, and then the nitrogen is produced. It is an object of the present invention to provide a turbine power generation facility capable of consuming power with a working fluid.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The nitrogen production equipment of the present invention for achieving the above object,
An air compressor that compresses air,
Liquefaction cooling means for cooling and liquefying the compressed air;
Separation and purification means for separating and purifying the air liquefied by the liquefaction cooling means into liquid nitrogen and liquid oxygen,
A nitrogen pump for pressure-feeding the liquid nitrogen separated by the separation / purification means to the liquefaction cooling means,
In the liquefaction cooling means, liquid nitrogen pumped by a nitrogen pump is heat-exchanged with compressed air to evaporate to obtain high-pressure nitrogen, and at the same time, the compressed air is cooled by its latent heat and cold heat.
It is characterized by the following.
[0010]
The nitrogen production equipment of the present invention for achieving the above object,
An air compressor that compresses air,
Liquefaction cooling means for cooling and liquefying the compressed air;
Separation and purification means for separating and purifying the air liquefied by the liquefaction cooling means into liquid nitrogen and liquid oxygen,
A nitrogen pump for pumping liquid nitrogen separated by the separation / purification means to the liquefaction cooling means, and an oxygen pump for pumping liquid oxygen separated by the separation / purification means to the liquefaction cooling means,
In the liquefaction cooling means, liquid nitrogen and liquid oxygen pumped by a nitrogen pump and an oxygen pump are heat-exchanged with compressed air and evaporated to obtain high-pressure nitrogen and high-pressure oxygen, and the compressed air is cooled by the cold heat of the latent heat. Be done
It is characterized by the following.
[0011]
The nitrogen production equipment of the present invention for achieving the above object,
An air compressor that compresses air,
A turbine that generates power by expanding compressed air,
Liquefaction cooling means for cooling and liquefying the exhaust fluid of the turbine,
Separation and purification means for separating and purifying the exhaust fluid liquefied by the liquefaction cooling means into liquid nitrogen and liquid oxygen,
A nitrogen pump for pressure-feeding the liquid nitrogen separated by the separation / purification means to the liquefaction cooling means,
In the liquefaction cooling means, the liquid nitrogen pumped by the nitrogen pump exchanges heat with the exhaust fluid and evaporates to obtain high-pressure nitrogen, and at the same time, the exhaust fluid is cooled by its latent heat and cold heat.
It is characterized by the following.
[0012]
The nitrogen production equipment of the present invention for achieving the above object,
An air compressor that compresses air,
An expansion turbine that expands the compressed air to generate power,
Liquefaction cooling means for cooling and liquefying the exhaust fluid of the turbine,
Separation and purification means for separating and purifying the exhaust fluid liquefied by the liquefaction cooling means into liquid nitrogen and liquid oxygen,
A nitrogen pump for pumping liquid nitrogen separated by the separation / purification means to the liquefaction cooling means, and an oxygen pump for pumping liquid oxygen separated by the separation / purification means to the liquefaction cooling means,
In the liquefaction cooling means, liquid nitrogen and liquid oxygen pumped by a nitrogen pump and an oxygen pump are exchanged with the exhaust fluid for heat exchange and evaporate to obtain high-pressure nitrogen and high-pressure oxygen. Be done
It is characterized by the following.
[0013]
The high-pressure nitrogen obtained by the liquefaction cooling means is a high-pressure nitrogen gas.
[0014]
The high-pressure nitrogen and the high-pressure oxygen obtained by the liquefaction cooling means are a high-pressure nitrogen gas and a high-pressure oxygen gas.
[0015]
In addition, a liquefied natural gas storage unit and / or a liquid carbon dioxide storage unit is provided,
The liquefied cooling means is supplied with liquefied natural gas from the liquefied natural gas storage means and / or liquefied carbon dioxide from the liquefied carbon dioxide storage means as a cold heat source.
[0016]
Further, a cooling means for cooling the compressed air is provided.
[0017]
The cooling source of the cooling means is sensible heat of high-pressure nitrogen and high-pressure oxygen obtained by the liquefaction cooling means.
[0018]
Further, a gas turbine facility comprising a compressor, a combustor, and a turbine,
An exhaust heat recovery boiler that recovers heat from the exhaust gas of a gas turbine facility and generates steam;
An absorption refrigerator that uses steam generated by the exhaust heat recovery boiler as an operating heat source,
The cold source of the cooling means is cold water generated by an absorption refrigerator.
[0019]
An intake air cooling means for cooling the intake air of a compressor of the gas turbine equipment;
Intermediate cooling means for cooling a part of the compressed air from the compressor of the gas turbine equipment and supplying the cooled compressed air to the air compressor;
With
The cooling source of the intake cooling means and the intermediate cooling means is liquid nitrogen and liquid oxygen separated by the separation / purification means and / or high-pressure nitrogen and high-pressure oxygen obtained by the liquefaction cooling means.
[0020]
Further, as the cooling source of the intake air cooling means and the intermediate cooling means, cold water generated by an absorption refrigerator is further used.
[0021]
Further, the high pressure nitrogen gas obtained by the liquefaction cooling means is supplied to the combustor, and the combustion gas from the combustor is sent to the turbine.
[0022]
Further, high-pressure nitrogen (gas) and high-pressure oxygen (gas) obtained by the liquefaction cooling means are supplied to a combustor, and combustion gas from the combustor is sent to a turbine.
[0023]
To achieve the above object, the turbine power generation equipment of the present invention is:
A nitrogen production facility according to
A turbine that is operated by sending combustion gas from the combustor,
The high-pressure nitrogen obtained in the high-pressure nitrogen production facility is supplied to a combustor and burned together with fuel.
[0024]
And further comprising a gas turbine facility comprising a compressor, a combustor and a turbine,
The high-pressure nitrogen obtained in the nitrogen production facility is supplied to the combustor of the turbine after being used as a cold heat source for the intake air of the compressor of the gas turbine facility.
[0025]
To achieve the above object, the turbine power generation equipment of the present invention is:
A nitrogen production facility according to claim 2 or
A turbine that is operated by sending combustion gas from the combustor,
The high-pressure nitrogen and the high-pressure oxygen obtained in the nitrogen production facility are supplied to a combustor and burned together with the fuel.
[0026]
And further comprising a gas turbine facility comprising a compressor, a combustor and a turbine,
The high-pressure nitrogen obtained in the nitrogen production facility is supplied to the combustor of the turbine after being used as a cold heat source for the intake air of the compressor of the gas turbine facility.
[0027]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The nitrogen production equipment according to one embodiment of the present invention includes an air compressor that compresses air, a liquefaction cooling unit that cools and liquefies compressed air, and converts the air liquefied by the liquefaction cooling unit into liquid nitrogen and liquid oxygen. Separation / purification means for separating and purifying liquid nitrogen, a nitrogen pump for pumping liquid nitrogen separated by the separation / purification means to the liquefaction cooling means, and a liquid oxygen separated for separation / purification means to the liquefaction cooling means. In the liquefaction cooling means, liquid nitrogen and liquid oxygen pumped by a nitrogen pump and an oxygen pump are heat-exchanged with compressed air to evaporate to obtain high-pressure nitrogen and high-pressure oxygen, and the latent heat is used. The compressed air is cooled by the cold heat. At the same time, it is a facility for producing high pressure nitrogen and oxygen.
[0028]
In the evaporation of liquid nitrogen and liquid oxygen, the air is liquefied at the same time, and the latent heat and sensible heat of the cryogenic liquid are reused as a cryogenic heat source.
[0029]
In the present invention, liquid nitrogen / oxygen is exchanged with compressed air for heat exchange to evaporate, thereby obtaining high-pressure gaseous nitrogen / oxygen. On the other hand, the air compressed by the air compressor is cooled by the sensible heat of high-pressure nitrogen (and high-pressure oxygen), the output is taken out by the turbine, the temperature is further lowered, and then the compressed air is cooled by the liquefaction cooling means to liquefy. This configuration is also an embodiment of the present invention.
[0030]
【Example】
A nitrogen production apparatus according to a first embodiment will be described. In this embodiment, after the compressed air is cooled by the sensible heat of the high-pressure gaseous nitrogen and oxygen, it is expanded by a turbine, the output is taken out, the temperature is further reduced, and then the compressed air is cooled and liquefied by liquefaction cooling means. . The cold heat of the air liquefaction is a facility that produces high-pressure nitrogen (gas) and high-pressure oxygen (gas) using the latent heat of vaporization of liquid nitrogen and liquid oxygen.
[0031]
FIG. 1 shows a schematic system of an air liquefaction / vaporization plant as a nitrogen production apparatus according to a first embodiment of the present invention.
[0032]
As shown in the figure, an air liquefaction /
[0033]
The fluid cooled and liquefied by the second cryogenic heat exchanger 6 is cooled by the separation /
[0034]
The cryogenic liquid gl separated by the separation / purification system 7 1 (Nitrogen) is stored in the liquefied nitrogen tank 8 and separated cryogenic liquid gl 2 (Oxygen) is stored in the liquefied oxygen tank 9. Chilled liquid gl stored in liquefied nitrogen tank 8 1 (Nitrogen) is sent to the second cryogenic heat exchanger 6 by the
[0035]
The cryogenic liquid gl sent to the second cryogenic heat exchanger 6 1 (Nitrogen) and cryogenic liquid gl 2 (Oxygen) is vaporized and chilled gas gg 1 (Nitrogen) and chilled gas gg 2 (Oxygen). In the second cryogenic heat exchanger 6, the cryogenic liquid gl 1 (Nitrogen) and cryogenic liquid gl 2 The low-temperature air that has passed through the
[0036]
If liquefied natural gas LNG can be vaporized in the second cryogenic heat exchanger 6, the latent heat of liquefied natural gas can also be used as a cold heat source.
[0037]
The above-described air liquefaction /
[0038]
In the air liquefaction /
[0039]
An embodiment of a turbine power generation facility including the above-described air liquefaction /
[0040]
The turbine power generation system shown in FIG. 2 is configured such that the nitrogen and oxygen from the air liquefaction and
[0041]
The
[0042]
In the first
[0043]
In the second gas turbine facility 38, the intake air of the compressor 35 is supplied to the refrigerated gas gg by the intake
[0044]
Chilled gas gg after heat exchange 1 (Nitrogen) exchanges heat with the heating steam s in the heating heat exchanger 42 and is supplied to the
[0045]
In the combustor 15 of the
[0046]
The exhaust gas of the
[0047]
On the other hand, a generator 29 is coaxially coupled to the turbine 27, and the combustor 17 of the turbine 27 has a temperature of gg which is manufactured and heated in the air liquefaction /
[0048]
The exhaust gas of the turbine 27 is recovered by the exhaust heat recovery boiler 19, and the steam generated by the exhaust heat recovery boiler 19 is sent to a steam turbine (not shown) and to the heat exchangers (41, 42, 43). The exhaust gas recovered by the heat recovery boiler 19 generates CO 2 (H 2 O 2) is recovered and does not discharge again to the environment as liquid carbon dioxide.
[0049]
Usually, in a gas turbine, about 20% to 6% of oxygen O 2 Is consumed, the remaining oxygen O 2 Has the spare capacity to operate two more gas turbines. That is, the oxygen O produced in the air liquefaction / vaporization plant 21 2 (Oxygen O separated from air 2 ) Can be used three times. For example, 1/3 oxygen O 2 Equivalent combustion, 1/3 oxygen O in closed cycle power plant 2 Equivalent combustion, 1/3 oxygen O in closed cycle power plant equipped with fuel cell 2 It can be used for equivalent combustion.
[0050]
In the embodiment shown in FIG. 2, oxygen O is supplied to
[0051]
A nitrogen production apparatus according to a second embodiment will be described with reference to FIG.
[0052]
In this embodiment, the compressed air is cooled by the sensible heat of high-pressure nitrogen and high-pressure oxygen, oxygen, carbon dioxide and vaporized LNG gas, expanded by an expansion turbine, and the output is taken out. And liquefy. It is a facility for producing high pressure liquid nitrogen and high pressure liquid oxygen. In other words, the system performs evaporation of the liquefied fluid and liquefaction of the air at the same time, and reuses the latent heat of evaporation and the sensible heat of the liquefied fluid.
[0053]
FIG. 3 shows a schematic system of a cryogenic plant as a nitrogen production apparatus according to a second embodiment of the present invention. Note that the same members as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
[0054]
As shown in the figure, a cryogenic plant 61 is provided with a
[0055]
The liquid air cooled and liquefied by the cryogenic heat exchanger 63 is subjected to the cryogenic liquid gl by the separation /
[0056]
The liquefied natural gas lng stored in the liquefied natural gas tank 64 is pumped to the cryogenic heat exchanger 63 by the pump 81, and further, the liquid CO stored in the liquefied carbonic acid tank (not shown). 2 Is pumped by the pump 82. The cryogenic liquid gl sent to the cryogenic heat exchanger 63 1 (Nitrogen) and cryogenic liquid gl 2 (Oxygen) and lng of liquefied natural gas and liquid CO 2 The cold heat when lc is vaporized is used for air liquefaction (la1 → la2). Nitrogen ln2 and oxygen lo2 and natural gas lng2 and CO of the outlet fluid of the cryogenic heat exchanger 63 2 The lc2 is sent to the pre-cooling heat exchanger 62, and the sensible heat is used as a cold heat source of the pre-cooling heat exchanger 2.
[0057]
Although the cryogenic heat exchanger 63 and the pre-cooling heat exchanger 2 have been described as using the multi-stage cold heat as the cryogenic heat plant 61, a single-stage cryogenic heat using the pre-cooling heat exchanger 2 may be omitted.
[0058]
In the cryogenic plant 61 described above, the cryogenic liquid gl 1 (Nitrogen) and cryogenic liquid gl 2 (Oxygen) and lng of liquefied natural gas and liquid CO 2 The vaporization to lc and the liquefaction of air are performed simultaneously. As the cold heat for this purpose, the latent heat of vaporization of the cryogenic liquid and the sensible heat are re-used. In this case, the difference in the amount of cold energy (Q L −Q N −Q O −Q LNG −Q C ) For the minimum (P T -L M ) Is supplied. And cryogenic liquid gl using nighttime electric power 1 (Nitrogen) and cryogenic liquid gl 2 (Oxygen) and lng of liquefied natural gas and liquid CO 2 In case of storage, time difference operation can be performed.
[0059]
An embodiment of a turbine power generation facility including the above-described cryogenic plant 61 will be described with reference to FIG. FIG. 4 shows a schematic system of a turbine power plant according to a second embodiment of the present invention.
[0060]
The turbine power plant shown in FIG. 4 receives the cryogenic plant 61 shown in FIG. 3, the nitrogen turbine 66 that is operated by sending the combustion gas from the
[0061]
The
[0062]
The combustor 67 has liquid oxygen lo3 and liquefied natural gas lng3 and liquid CO2 produced in the cryogenic plant 61. 2 lc3 is supplied. Further, oxygen compressed by the
[0063]
In the above-mentioned turbine power generation equipment, cryogenic nitrogen In2 and liquid oxygen lo2 and liquefied natural gas Ing2 and liquid CO 2 Precooling of the compressed air is performed in the precooling heat exchanger 2 using the sensible heat of lc2. In the power generation facility, the nitrogen turbine 66 and the carbon dioxide turbine 68 are operated, the exhaust gas of the nitrogen turbine 66 is discharged to the environment, and the exhaust gas of the carbon dioxide turbine 68 is recovered. The inlet pressure of the nitrogen turbine 66 is secured by increasing the pressure of the
[0064]
Further, the exhaust gas of the carbonic acid turbine 68 is CO 2 Is recovered and used as a raw material for methanol and dimethyl ether. H required 2 Is obtained by electrolysis, 2 Is converted and stored as liquid oxygen as needed, and is supplied to an oxygen supply line of a power generation facility via an
[0065]
The nitrogen production apparatus according to the third to sixth embodiments will be described with reference to FIGS.
[0066]
The nitrogen production apparatus according to the third to sixth embodiments is the same as the first embodiment, except that the first cryogenic heat exchanger 5, the second cryogenic heat exchanger 6, the separation /
[0067]
FIG. 5 shows a schematic system of a nitrogen production apparatus according to a third embodiment of the present invention. The same members as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.
[0068]
As shown in the figure, a
[0069]
On the other hand, the compressed air compressed by the
[0070]
In the above-described nitrogen production apparatus, since the cogeneration facility is provided in the cryogenic plant 76, the power of the
[0071]
FIG. 6 shows a schematic system of a nitrogen production apparatus according to a fourth embodiment of the present invention. The same members as those shown in FIGS. 1 and 5 are denoted by the same reference numerals.
[0072]
As shown in the figure, a
[0073]
An
[0074]
On the other hand, the air compressed by the
[0075]
In the above-described nitrogen production apparatus, a part of the compressed air compressed by the compressor 51 of the
[0076]
Therefore, while the output of the
[0077]
FIG. 7 shows a schematic system of a nitrogen production apparatus according to a fifth embodiment of the present invention. Note that the same members as those shown in FIGS. 1 and 6 are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
[0078]
The nitrogen production apparatus shown in FIG. 7 is different from the nitrogen production apparatus shown in FIG. 6 in that a compressor 85 driven by a shaft of a
[0079]
When the
[0080]
In the nitrogen production apparatus described above, the compressor 85 (first stage compressor) is driven by an axis, and the axial driving force is secured by increasing the output of the
[0081]
A finish cooler 89 is provided downstream of the latter cooler 57 to reduce the temperature at the inlet of the
[0082]
The arrangement of the heat exchange in the air line can be applied to the nitrogen producing apparatus shown in FIG.
[0083]
FIG. 8 shows a schematic system of a nitrogen production apparatus according to a sixth embodiment of the present invention. Note that the same members as those shown in FIGS. 1 and 7 are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. In the nitrogen production apparatus according to the sixth embodiment, cryogenic gas gg and
[0084]
The nitrogen production apparatus shown in FIG. 8 is provided with a turbine inlet temperature cooler 90 on the downstream side of the finish cooler 89 in addition to the nitrogen production apparatus shown in FIG. A part of the cryogenic gas gg is sent to the turbine inlet temperature cooler 90 as a cold heat source, and then mixed with the intake air of the compressor 51 and the compressor 85. A part (required amount) of the
[0085]
The above-mentioned nitrogen production device sucks a part (required amount) of the cryogenic gas gg from the cryogenic plant 76 into the compressor 51 of the
[0086]
【The invention's effect】
The nitrogen production equipment of the present invention comprises an air compressor for compressing air, a liquefied cooling means for cooling (expanded cooling) the compressed air to liquefy, and separating the air liquefied by the liquefied cooling means into liquid nitrogen and liquid oxygen. And a nitrogen pump for pumping liquid nitrogen separated by the separation / purification means to the liquefaction cooling means.The liquefaction cooling means converts the liquid nitrogen pumped by the nitrogen pump into compressed air. Heat exchange between and evaporate to obtain high pressure nitrogen. In other words, the compressed air is cooled by the cold heat due to the latent heat of vaporization of liquid nitrogen, so in the refrigeration equipment for obtaining liquid nitrogen and liquid oxygen, the latent heat for vaporizing liquid nitrogen is used as a cold heat source to reduce nitrogen with less power. Is a nitrogen production apparatus capable of producing the same.
[0087]
The nitrogen production equipment of the present invention includes an air compressor that compresses air, a liquefied cooling unit that cools and liquefies compressed air, and separates and purifies air liquefied by the liquefied cooling unit into liquid nitrogen and liquid oxygen. Separation / purification means, a nitrogen pump for pumping liquid nitrogen separated by the separation / purification means to the liquefaction cooling means, and an oxygen pump for pumping liquid oxygen separated by the separation / purification means to the liquefaction cooling means, In the liquefaction cooling means, liquid nitrogen and liquid oxygen pumped by a nitrogen pump and an oxygen pump are heat-exchanged with compressed air and evaporated to obtain high-pressure nitrogen and high-pressure oxygen, and the compressed air is cooled by the cold heat of the latent heat. Therefore, in a cryogenic facility for obtaining liquid nitrogen and liquid oxygen, a nitrogen production apparatus capable of producing nitrogen and oxygen by using latent heat for vaporizing liquid nitrogen and liquid oxygen as a cold heat source. To become.
[0088]
The nitrogen production facility of the present invention is an air compressor that compresses air, a turbine that expands compressed air to generate power, a liquefaction cooling unit that cools and liquefies the exhaust fluid of the turbine, and is liquefied by the liquefaction cooling unit. Separation / purification means for separating and purifying the exhaust fluid separated into liquid nitrogen and liquid oxygen, and a nitrogen pump for pressure-feeding the liquid nitrogen separated by the separation / purification means to the liquefaction cooling means. The liquid nitrogen pumped by the pump exchanges heat with the exhaust fluid and evaporates to obtain high-pressure nitrogen, and the exhaust fluid is cooled by the cold heat of the latent heat, so the deep cooling to obtain liquid nitrogen and liquid oxygen In the equipment, a nitrogen producing apparatus capable of producing nitrogen by using latent heat for vaporizing liquid nitrogen as a cold heat source is provided.
[0089]
The nitrogen production facility of the present invention is an air compressor that compresses air, a turbine that expands compressed air to generate power, a liquefaction cooling unit that cools and liquefies the exhaust fluid of the turbine, and is liquefied by the liquefaction cooling unit. Separation and purification means for separating and purifying the exhausted fluid into liquid nitrogen and liquid oxygen, a nitrogen pump for pumping the liquid nitrogen separated by the separation and purification means to the liquefaction cooling means, and separation by the separation and purification means. An oxygen pump for pumping liquid oxygen to the liquefied cooling means, wherein the liquefied cooling means evaporates the liquid nitrogen and liquid oxygen pumped by the nitrogen pump and the oxygen pump by exchanging heat with the exhaust fluid and evaporating the liquid nitrogen and liquid oxygen. And the exhaust fluid is cooled by the cold heat of the latent heat obtained from the high pressure oxygen, so that in the refrigeration equipment for obtaining liquid nitrogen and liquid oxygen, the latent heat for vaporizing liquid nitrogen and liquid oxygen is used as a cold heat source. The nitrogen producing apparatus capable of producing nitrogen at Rukoto.
[0090]
A turbine power generation facility according to the present invention includes the nitrogen production facility according to
[0091]
A turbine power generation facility according to the present invention includes the nitrogen production facility according to
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic system diagram of an air liquefaction / vaporization plant as a nitrogen production device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic system diagram of the turbine power generation equipment according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a schematic system diagram of a cryogenic plant as a nitrogen production apparatus according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a schematic system diagram of a turbine power generation facility according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a schematic system diagram of a nitrogen production apparatus according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a schematic system diagram of a nitrogen production apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a schematic system diagram of a nitrogen production apparatus according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a schematic system diagram of a nitrogen production apparatus according to a sixth embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1,31,35,85 Compressor
2 Pre-cooling heat exchanger
3 Expansion turbine
4,29,30,46,49,71,73 Generator
5 First cryogenic heat exchanger
6 Second cryogenic heat exchanger
7 Separation and purification system
8 liquefied nitrogen tank
9 Liquefied oxygen tank
10,70 motor
11 Nitrogen pump
12 Oxygen pump
14 Steam system
15, 16, 17, 32, 36, 65 Combustor
18, 19, 47, 50, 72, 74 Waste heat recovery boiler
20 liquid carbon dioxide plant
21 Air liquefaction and vaporization plant
25, 26, 27, 33, 37 turbine
34 First gas turbine equipment
38 Second gas turbine equipment
41, 42 heating heat exchanger
45 Inlet cooling device
48 Inlet heat exchanger
61,76 Cryogenic plant
62 Pre-cooling heat exchanger
63 Cryogenic heat exchanger
64 Liquefied natural gas tank
66 Nitrogen turbine
68 Carbonated turbine
69 oxygen compressor
79, 81, 82 pump
86 Precooler
87 high temperature heat exchanger
89 Finish cooler
90 Turbine inlet temperature cooler
Claims (18)
圧縮空気を冷却して液化する液化冷却手段と、
液化冷却手段で液化された空気を液体窒素と液体酸素に分離して精製する分離・精製手段と、
分離・精製手段で分離された液体窒素を液化冷却手段に圧送する窒素ポンプと
を備え、
液化冷却手段では、窒素ポンプで圧送された液体窒素を圧縮空気との間で熱交換して蒸発させて高圧窒素を得ると同時にその潜熱及び冷熱で圧縮空気が冷却される
ことを特徴とする窒素製造設備。An air compressor that compresses air,
Liquefaction cooling means for cooling and liquefying the compressed air;
Separation and purification means for separating and purifying the air liquefied by the liquefaction cooling means into liquid nitrogen and liquid oxygen,
A nitrogen pump for pressure-feeding the liquid nitrogen separated by the separation / purification means to the liquefaction cooling means,
The liquefaction cooling means is characterized in that liquid nitrogen pumped by a nitrogen pump is exchanged with compressed air for heat exchange and evaporated to obtain high-pressure nitrogen, and at the same time, the compressed air is cooled by its latent heat and cold heat. production equipment.
圧縮空気を冷却して液化する液化冷却手段と、
液化冷却手段で液化された空気を液体窒素と液体酸素に分離して精製する分離・精製手段と、
分離・精製手段で分離された液体窒素を液化冷却手段に圧送する窒素ポンプと、
分離・精製手段で分離された液体酸素を液化冷却手段に圧送する酸素ポンプとを備え、
液化冷却手段では、窒素ポンプ及び酸素ポンプで圧送された液体窒素及び液体酸素を圧縮空気との間で熱交換して蒸発させて高圧窒素及び高圧酸素を得てその潜熱による冷熱で圧縮空気が冷却される
ことを特徴とする窒素製造設備。An air compressor that compresses air,
Liquefaction cooling means for cooling and liquefying the compressed air;
Separation and purification means for separating and purifying the air liquefied by the liquefaction cooling means into liquid nitrogen and liquid oxygen,
A nitrogen pump for pumping liquid nitrogen separated by the separation / purification means to the liquefaction cooling means,
An oxygen pump for pumping liquid oxygen separated by the separation / purification means to the liquefaction cooling means,
In the liquefaction cooling means, liquid nitrogen and liquid oxygen pumped by a nitrogen pump and an oxygen pump are heat-exchanged with compressed air and evaporated to obtain high-pressure nitrogen and high-pressure oxygen, and the compressed air is cooled by the cold heat of the latent heat. Nitrogen production equipment characterized by being performed.
圧縮空気を膨張して発電を行うタービンと、
タービンの排気流体を冷却して液化する液化冷却手段と、
液化冷却手段で液化された排気流体を液体窒素と液体酸素に分離して精製する分離・精製手段と、
分離・精製手段で分離された液体窒素を液化冷却手段に圧送する窒素ポンプと、を備え、
液化冷却手段では、窒素ポンプで圧送された液体窒素を排気流体との間で熱交換して蒸発させて高圧窒素を得ると同時にその潜熱及び冷熱で排気流体が冷却される
ことを特徴とする窒素製造設備。An air compressor that compresses air,
A turbine that generates power by expanding compressed air,
Liquefaction cooling means for cooling and liquefying the exhaust fluid of the turbine,
Separation and purification means for separating and purifying the exhaust fluid liquefied by the liquefaction cooling means into liquid nitrogen and liquid oxygen,
A nitrogen pump for pressure-feeding the liquid nitrogen separated by the separation / purification means to the liquefaction cooling means,
The liquefaction cooling means is characterized in that liquid nitrogen pumped by a nitrogen pump is heat-exchanged with an exhaust fluid and evaporated to obtain high-pressure nitrogen, and at the same time, the exhaust fluid is cooled by its latent heat and cold heat. production equipment.
圧縮空気を膨張して発電を行うタービンと、
タービンの排気流体を冷却して液化する液化冷却手段と、
液化冷却手段で液化された排気流体を液体窒素と液体酸素に分離して精製する分離・精製手段と、
分離・精製手段で分離された液体窒素を液化冷却手段に圧送する窒素ポンプと、分離・精製手段で分離された液体酸素を液化冷却手段に圧送する酸素ポンプとを備え、
液化冷却手段では、窒素ポンプ及び酸素ポンプで圧送された液体窒素及び液体酸素を排気流体との間で熱交換して蒸発させて高圧窒素及び高圧酸素を得てその潜熱による冷熱で排気流体が冷却される
ことを特徴とする窒素製造設備。An air compressor that compresses air,
A turbine that generates power by expanding compressed air,
Liquefaction cooling means for cooling and liquefying the exhaust fluid of the turbine,
Separation and purification means for separating and purifying the exhaust fluid liquefied by the liquefaction cooling means into liquid nitrogen and liquid oxygen,
A nitrogen pump for pumping liquid nitrogen separated by the separation / purification means to the liquefaction cooling means, and an oxygen pump for pumping liquid oxygen separated by the separation / purification means to the liquefaction cooling means,
In the liquefaction cooling means, liquid nitrogen and liquid oxygen pumped by a nitrogen pump and an oxygen pump are exchanged with the exhaust fluid for heat exchange and evaporate to obtain high-pressure nitrogen and high-pressure oxygen. Nitrogen production equipment characterized by being performed.
液化冷却手段で得られる高圧窒素は、高圧窒素ガスであることを特徴とする窒素製造設備。In claim 1 or claim 3,
The high pressure nitrogen obtained by the liquefaction cooling means is a high pressure nitrogen gas.
液化冷却手段で得られる高圧窒素及び高圧酸素は、高圧窒素ガス及び高圧酸素ガスであることを特徴とする窒素製造設備。In claim 2 or claim 4,
The high-pressure nitrogen and high-pressure oxygen obtained by the liquefaction cooling means are a high-pressure nitrogen gas and a high-pressure oxygen gas.
液化天然ガス貯蔵手段及び/または液炭酸貯蔵手段を備え、
液化冷却手段には、液化天然ガス貯蔵手段からの液化天然ガス及び/または液炭酸貯蔵手段からの液化炭酸が冷熱源として供給されることを特徴とする窒素製造設備。In any one of claims 1 to 6,
Liquefied natural gas storage means and / or liquid carbon dioxide storage means,
A nitrogen production facility, wherein the liquefied cooling unit is supplied with liquefied natural gas from the liquefied natural gas storage unit and / or liquefied carbon dioxide from the liquefied carbon dioxide storage unit as a cold heat source.
圧縮空気を冷却する冷却手段が備えられていることを特徴とする窒素製造設備。In claim 2 or claim 4,
A nitrogen production facility comprising cooling means for cooling compressed air.
冷却手段の冷熱源は、液化冷却手段で得られた高圧窒素及び高圧酸素の顕熱であることを特徴とする窒素製造設備。In claim 8,
A nitrogen production facility, wherein the cooling source of the cooling means is sensible heat of high-pressure nitrogen and high-pressure oxygen obtained by the liquefaction cooling means.
圧縮機及び燃焼器及びタービンからなるガスタービン設備と、
ガスタービン設備のタービンの排気ガスの熱回収を行って蒸気を発生させる排熱回収ボイラと、
排熱回収ボイラで生成された蒸気を作動熱源とする吸収冷凍機と
を備え、
冷却手段の冷熱源は、吸収冷凍機で生成された冷水であることを特徴とする窒素製造設備。In claim 8,
Gas turbine equipment comprising a compressor, a combustor and a turbine;
An exhaust heat recovery boiler that recovers heat from the exhaust gas of a gas turbine facility and generates steam;
An absorption refrigerator that uses steam generated by the exhaust heat recovery boiler as an operating heat source,
A nitrogen production facility, wherein the cold source of the cooling means is cold water generated by an absorption refrigerator.
ガスタービン設備の圧縮機の吸気を冷却する吸気冷却手段と、
ガスタービン設備の圧縮機からの圧縮空気の一部を冷却し冷却後の圧縮空気を空気圧縮機に供給する中間冷却手段と
を備え、
吸気冷却手段及び中間冷却手段の冷熱源は、分離・精製手段で分離された液体窒素及び液体酸素、及びまたは、液化冷却手段で得られた高圧窒素及び高圧酸素であることを特徴とする窒素製造設備。In claim 10,
Intake cooling means for cooling the intake of the compressor of the gas turbine equipment,
Intermediate cooling means for cooling a part of the compressed air from the compressor of the gas turbine equipment and supplying the cooled compressed air to the air compressor,
Nitrogen production, wherein the cold heat sources of the intake cooling means and the intermediate cooling means are liquid nitrogen and liquid oxygen separated by the separation / purification means and / or high-pressure nitrogen and high-pressure oxygen obtained by the liquefaction cooling means. Facility.
吸気冷却手段及び中間冷却手段の冷熱源として、吸収冷凍機で生成された冷水がさらに用いられることを特徴とする窒素製造設備。In claim 11,
A nitrogen production facility, wherein cold water generated by an absorption refrigerator is further used as a cold heat source of the intake cooling means and the intermediate cooling means.
液化冷却手段で得られた高圧窒素ガスが燃焼器に供給され、燃焼器からの燃焼ガスがタービンに送られることを特徴とする窒素製造設備。In claim 5,
A nitrogen production facility wherein high-pressure nitrogen gas obtained by liquefaction cooling means is supplied to a combustor, and combustion gas from the combustor is sent to a turbine.
液化冷却手段で得られた高圧窒素(気体)及び高圧酸素(気体)が燃焼器に供給され、燃焼器からの燃焼ガスがタービンに送られることを特徴とする窒素製造設備。In claim 6,
A nitrogen production facility, wherein high-pressure nitrogen (gas) and high-pressure oxygen (gas) obtained by liquefaction cooling means are supplied to a combustor, and combustion gas from the combustor is sent to a turbine.
燃焼器からの燃焼ガスが送られて作動するタービンと
を備え、
高圧窒素製造設備で得られた高圧窒素が燃焼器に供給されて燃料と共に燃焼されることを特徴とする
タービン発電設備。A nitrogen production facility according to claim 1 or 3,
A turbine that is operated by sending combustion gas from the combustor,
Turbine power generation equipment characterized in that high-pressure nitrogen obtained by high-pressure nitrogen production equipment is supplied to a combustor and burned together with fuel.
圧縮機及び燃焼器及びタービンからなるガスタービン設備を更に備え、
窒素製造設備で得られた高圧窒素がガスタービン設備の圧縮機の吸気の冷熱源とされた後にタービンの燃焼器に供給されることを特徴とするタービン発電設備。In claim 15,
Further comprising a gas turbine facility consisting of a compressor and a combustor and a turbine,
Turbine power generation equipment characterized in that high-pressure nitrogen obtained in a nitrogen production equipment is supplied to a combustor of a turbine after being used as a cold heat source for intake air of a compressor of a gas turbine equipment.
燃焼器からの燃焼ガスが送られて作動するタービンと
を備え、
窒素製造設備で得られた高圧窒素及び高圧酸素が燃焼器に供給されて燃料と共に燃焼されることを特徴とするタービン発電設備。A nitrogen production facility according to claim 2 or claim 4,
A turbine that is operated by sending combustion gas from the combustor,
A high-pressure nitrogen and high-pressure oxygen obtained by a nitrogen production facility is supplied to a combustor and burned together with a fuel.
圧縮機及び燃焼器及びタービンからなるガスタービン設備を更に備え、
窒素製造設備で得られた高圧窒素がガスタービン設備の圧縮機の吸気の冷熱源とされた後にタービンの燃焼器に供給されることを特徴とするタービン発電設備。In claim 17,
Further comprising a gas turbine facility consisting of a compressor and a combustor and a turbine,
Turbine power generation equipment characterized in that high-pressure nitrogen obtained in a nitrogen production equipment is supplied to a combustor of a turbine after being used as a cold heat source for intake air of a compressor of a gas turbine equipment.
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