JP2011505537A - エネルギー利用率および捕捉すべきco2量へのオキシ燃焼プラントの適応 - Google Patents
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Abstract
【選択図】 図1
Description
−前記空気からガスを製造するユニットによって使われる電力が可変であり、および/または、
−前記CO2圧縮および/または精製ユニットを介して前記燃焼排ガスからくるCO2の捕捉が間欠的である
ことを特徴とする。
−前記CO2圧縮および/または精製ユニットからくるCO2は、ボトル詰めされるか、または工業利用のためのCO2ラインまたは地下貯蔵タンクに供給される。
−前記空気からガスを製造するユニットによって使われる電力が可変である、および/または、
−前記CO2圧縮および/または精製ユニットを介して前記燃焼排ガスからくるCO2の捕捉が間欠的である
ようになっていることを特徴とする設備でもある。
−「空気」モードの最終時期の間に極低温液体の形態で貯蔵された酸素9。
−一方で、一定の使用電力で可変(間欠的)の酸素製造、
−他方で、エネルギーコストに依存して可変の使用電力で一定の酸素製造
を1つの同じ設備内で組み合わせて、部分的なCO2捕捉をもたらすが必要よりも多くの酸素を製造せずにかつASUをその名目的な能力で使用することができ、一方でさらにASUによって使われる電力を、前記電力が最も高価でないときに、調節することができる。
−「オキシ燃料燃焼」モードの最終時期の間に貯蔵された、より酸素が希薄な極低温液体c。
−固定の酸素製造に対して、ピーク時の間の電力消費を低減するか、
−または酸素の製造を時折停止するが、同時に、配送すべき最大酸素流量に基づいてASUの大きさを合わせることはないか、
−または上記2つのコンセプトを組み合わせる
ことを可能にする。
正味150MWeを発電する現存の発電所は、発生するCO2の一部を捕捉するように適応されねばならない。最初の数年の稼動の間、全てのCO2が捕捉されることはないであろう。出力の不足のためまたは排出されるCO21トンあたりの価格がこれを正当化しないためである。CO2の半分だけ、すなわち製造される百万トンと比較して1年あたり約500000トンが捕捉される。一定の電力でASUを使用する部分的な捕捉のアイデアが適用される。追加の電力要求は、以下のとおりである。
・ASUのための12MW−100%の捕捉のためにはASUは24MWを必要とするであろう、
・配電網への正味の電力(すなわち、販売され、配電網のユーザーに利用可能な電力)は、したがって、2つの値の間でスイングする。すなわち
・捕捉を伴う期間の半分の123MWeおよび
・捕捉を伴わない期間の半分の138MWe。
・ほとんどの時間(この例においては、24時間のうち22時間)におけるASUのための12.6MW、
・選択された2時間のピーク時に対して電力を2つに分けたときのASUのための6MW、および
・配電網への正味の電力は、以下の3つの値の間でスイングする。
・2時間のピーク時を除く、捕捉を伴わない期間の半分の137.4MWeおよび
・2時間の日中のピーク時の144MWe。
Claims (23)
- 空気からガスを製造するユニットと、空気または、少なくとも部分的に前記空気からガスを分離するユニットからくる、空気よりも窒素の希薄な酸化剤で動作する燃焼ユニットと、燃焼排ガスからくるCO2を圧縮および/または精製するユニットとを用いる炭素燃料燃焼方法であって、有限の期間Tにわたって、
−前記空気からガスを製造するユニットによって使われる電力が可変であり、および/または、
−前記CO2圧縮および/または精製ユニットを介して前記燃焼排ガスからくるCO2の捕捉が間欠的であり、
前記燃焼ユニットは空気および空気よりも窒素の希薄な酸化剤を交互に用いて動作する
ことを特徴とする方法。 - 前記空気からガスを製造するユニットによって製造される酸素の流量が可変であることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記燃焼ユニットによる炭素燃料消費量は前記期間Tにわたって一定であり、一方、前記燃焼方法によって供給される電力は前記期間Tにわたって可変であることを特徴とする請求項1または2に記載の方法。
- 前記CO2圧縮および/または精製ユニットは、前記期間Tにわたって、少なくとも1回の停止時期および少なくとも1回の動作時期を有することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の方法。
- 前記空気からガスを製造するユニットは、前記期間Tの少なくとも一部にわたって変化しうる電力を使用するが、前記期間Tのこの同じ部分の間、一定の酸素流量を製造することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の方法。
- 前記空気からガスを製造するユニットは、空気よりも窒素の希薄な酸化剤が燃焼ユニットにおいて用いられるときに、酸素製造時期に切り替わることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の方法。
- 前記空気からガスを分離するユニットからくる酸素は、極低温液体の形態で、全てまたは部分的に貯蔵されることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の方法。
- 貯蔵された酸素は、前記燃焼方法のユニットに対して外部のデバイスのための予備として役立つことを特徴とする請求項7に記載の方法。
- 前記空気からガスを製造するユニットからくる、酸素に富んでいない極低温液体の少なくとも一部は、酸素が前記燃焼ユニットにおいて消費されているときに、前記空気からガスを分離するユニットを出ると貯蔵されることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の方法。
- 前記空気からガスを分離するユニットを出ると貯蔵される、酸素に富んでいない極低温液体は、前記空気からガスを分離するユニット内で、酸素が同じ空気からガスを分離するユニットによって液化されるときに、消費されることを特徴とする請求項9に記載の方法。
- 前記燃焼排ガスの少なくとも一部は、前記空気からガスを製造するユニットによって製造された酸素と混合されてから、前記燃焼ユニットに、前記燃焼ユニットが空気よりも窒素の希薄な酸化剤で動作しているときに、導入されることを特徴とする請求項1乃至10のいずれか1項に記載の方法。
- 前記空気からガスを製造するユニットは、前記期間Tにわたって、少なくとも1回の停止時期または低い出力時期と、前記低い出力よりも高い出力での少なくとも1回の動作時期とを有し、停止時期または低い出力時期からより高い出力での動作時期へと切り替えるのに必要な時間が1時間未満、好ましくは30分未満、より好ましくは15分未満であることを特徴とする請求項1乃至11のいずれか1項に記載の方法。
- 停止時期または低い出力時期から、より高い出力での動作時期へと切り替えるのに必要な時間は、極低温液体が前記空気からガスを分離するユニットに注入されるおよび/または前記空気からガスを分離するユニットから取り出されることによって、短縮されることを特徴とする請求項12に記載の方法。
- 前記空気からガスを分離するユニットによって製造される酸素は、酸素製造に必要なエネルギーが平均よりも低いコストで利用できるときに、少なくとも部分的に貯蔵されることを特徴とする請求項7に記載の方法。
- 貯蔵された酸素は、酸素製造に必要なエネルギーが平均よりも高いコストで利用できるときに、前記空気からガスを分離するユニットによって消費されることを特徴とする請求項14に記載の方法。
- 前記CO2圧縮および/または精製ユニットからくるCO2は、製造されるCO2の量をならすように、少なくとも部分的に貯蔵されることを特徴とする請求項1乃至15のいずれか1項に記載の方法。
- 前記CO2圧縮および/または精製時期は、このCO2圧縮および/または精製に必要なエネルギーが平均よりも低いコストで利用できる時期に一致することを特徴とする請求項1乃至16のいずれか1項に記載の方法。
- 前記空気からガスを分離するユニットと、前記燃焼ユニットと、前記CO2圧縮および/または精製ユニットは、これらのユニットを動作させるのに必要なエネルギーコストの変化に適応するように、自動的に制御されることを特徴とする請求項1乃至17のいずれか1項記載の方法。
- 前記CO2圧縮および/または精製ユニットは、コンプレッサおよび/または乾燥ユニット、好ましくは極低温ユニットを用いることを特徴とする請求項1乃至18のいずれか1項記載の方法。
- 前記乾燥ユニットは、空気よりも窒素の希薄な酸化剤での前記燃焼ユニットの動作に一致する吸着時期と空気での前記燃焼ユニットの動作に一致する再生時期とを含む圧力サイクルに従う、吸着剤で充填された1つのボトルからなることを特徴とする請求項19に記載の方法。
- 前記CO2圧縮および/または精製ユニットからくるCO2は、ボトル詰めされるか、または工業利用のためのCO2ラインまたは地下貯蔵タンクに供給されることを特徴とする請求項1乃至20のいずれか1項に記載の方法。
- 空気からガスを分離するユニットと、空気または、前記空気からガスを分離するユニットからくる、空気よりも窒素の希薄な酸化剤で動作する燃焼ユニットと、燃焼排ガスからくるCO2を圧縮および/または精製するユニットとを有する炭素燃料燃焼設備であって、これら3つのユニットの動作が、有限の期間Tにわたって、コンピューターによって制御され、
−前記空気からガスを製造するユニットによって使われる電力が可変である、および/または、
−前記CO2圧縮および/または精製ユニットを介して前記燃焼排ガスからくるCO2の捕捉が間欠的である
ようになっていることを特徴とする設備。 - CO2再循環ラインが前記燃焼ユニットの出口を前記燃焼ユニットの入口に接続していることを特徴とする請求項22に記載の設備。
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