JP2012087974A - Coal-fired power generation system - Google Patents

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裕壮 沖
Atsushi Inumaru
淳 犬丸
Saburo Hara
三郎 原
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Central Res Inst Of Electric Power Ind
財団法人電力中央研究所
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an integrated coal gasification combined cycle power generation system capable of reducing energy necessary for drying coal by a coal pulverizer by effectively utilizing excess nitrogen in an exhaust gas.SOLUTION: This coal-fired power generation system includes a coal gasification furnace 3 producing coal-gasification gas by gasifying coal supplied from coal supply equipment 2, a gas turbine 5 for obtaining power of a power generator by burning the coal-gasification gas, and an air separator 8 for separating oxygen and nitrogen from the exhaust gas discharged from the gas turbine 5. This system is constituted to supply carbon dioxide in the exhaust gas and oxygen of the air separator 8 to the coal gasification furnace 3 as a gasification agent, and the coal of the coal supply equipment 2 is dried by using nitrogen separated from the air separator 8.

Description

本発明は、石炭火力発電システムに関し、特に、石炭ガス化発電システムやOxy-fuel型の発電システムなど、二酸化炭素を回収する石炭火力発電システムにおいて、空気分離装置で発生する余剰窒素を有効利用する場合に適用して有用なものである。   The present invention relates to a coal-fired power generation system, and in particular, effectively uses surplus nitrogen generated in an air separation device in a coal-fired power generation system that recovers carbon dioxide, such as a coal gasification power generation system and an Oxy-fuel type power generation system. It is useful to apply to cases.
石炭は世界の広い地域に存在し、可採埋蔵量が多く、価格が安定しているため、供給安定性が高く発熱量あたりの価格が低廉である。かかる石炭を燃料とする火力発電の一つの方式として、石炭ガス化複合発電(IGCC:Integrated Coal Gasfication Combined Cycle)システムが知られている。石炭ガス化複合発電システムでは、石炭を不完全燃焼させて得られた石炭ガス化ガスを燃料としてガスタービンを駆動して電力を得ると共に、ガスタービンの排気熱を回収して蒸気を発生させ、発生した蒸気により蒸気タービンを駆動して電力を得ている(例えば、特許文献1参照)。   Coal exists in a large area of the world, has a large recoverable reserve, and has a stable price, so it has a high supply stability and a low price per calorific value. An IGCC (Integrated Coal Gasfication Combined Cycle) system is known as one type of thermal power generation using coal as a fuel. In the combined coal gasification combined power generation system, the gas turbine is driven by using the coal gasification gas obtained by incomplete combustion of the coal to obtain power, and the exhaust heat of the gas turbine is recovered to generate steam, Electric power is obtained by driving the steam turbine with the generated steam (see, for example, Patent Document 1).
石炭ガス化複合発電システムの一例には、ガスタービンから排出される排ガスから二酸化炭素を回収し、その一部を石炭と共に石炭ガス化炉にガス化剤として供給するものがある。また、石炭ガス化複合発電システムには、空気から酸素や窒素を分離する空気分離装置が設置されており、空気分離装置で得られた酸素も石炭ガス化炉に供給される。二酸化炭素は、石炭のガス化を促進する作用があるので、空気、酸素濃度を高めた空気、または酸素で石炭をガス化することに比べ、二酸化炭素を供給するようにした石炭ガス化炉では、回収二酸化炭素の純度が大幅に向上する。   One example of a combined coal gasification combined power generation system is one that collects carbon dioxide from exhaust gas discharged from a gas turbine and supplies a part thereof together with coal to a coal gasifier as a gasifying agent. Moreover, the coal gasification combined power generation system is provided with an air separation device that separates oxygen and nitrogen from air, and oxygen obtained by the air separation device is also supplied to the coal gasification furnace. Carbon dioxide has the effect of promoting the gasification of coal, so in a coal gasifier that supplies carbon dioxide, compared to gasifying coal with air, air with increased oxygen concentration, or oxygen. The purity of recovered carbon dioxide is greatly improved.
また、昨今地球温暖化対策の一つとして、発電所などから発生する二酸化炭素を分離、回収し貯留するCCS(Carbon Capture and Storage)が世界各国で検討されている。上述の石炭ガス化複合発電システムはCCSを実現するものとして有望視されている。すなわち、排ガスは高濃度の二酸化炭素となるため、該二酸化炭素を石炭ガス化炉に供給すれば、従来のPre-combustionシステム(IGCCにおいて生成ガスから二酸化炭素を分離するCCSシステム)で行われる二酸化炭素分離工程が不要となり、二酸化炭素排出量を低減できるからである。さらに、その分離工程が不要となることで設備、運転コストが大幅に低減されるとともに、二酸化炭素回収後も40%以上の高い発電効率が維持されると期待されている(例えば、非特許文献1参照)。   Recently, CCS (Carbon Capture and Storage), which separates, collects and stores carbon dioxide generated from power plants, is being studied around the world as a measure against global warming. The coal gasification combined power generation system mentioned above is regarded as promising for realizing CCS. In other words, since the exhaust gas becomes high-concentration carbon dioxide, if the carbon dioxide is supplied to the coal gasifier, the carbon dioxide used in the conventional pre-combustion system (CCS system that separates carbon dioxide from the product gas in IGCC). This is because a carbon separation step becomes unnecessary and carbon dioxide emissions can be reduced. Furthermore, it is expected that the facility and operation costs will be significantly reduced by eliminating the separation step, and that high power generation efficiency of 40% or more will be maintained even after carbon dioxide recovery (for example, non-patent literature) 1).
このように、石炭ガス化複合発電システムでは、排ガスから回収された二酸化炭素は、石炭のガス化のために有効利用される一方で、空気分離装置で発生する余剰窒素は、有効利用されていないのが現状である。特に、クローズド型のガスタービンを採用する場合では、窒素は大量に発生するため、余剰の窒素の有効利用を図ることは重要な課題となっている。   Thus, in the coal gasification combined power generation system, carbon dioxide recovered from the exhaust gas is effectively utilized for coal gasification, while surplus nitrogen generated in the air separation device is not effectively utilized. is the current situation. In particular, when a closed type gas turbine is employed, a large amount of nitrogen is generated. Therefore, effective utilization of excess nitrogen is an important issue.
例えば、石炭ガス化炉において、二酸化炭素は供給せずに酸素を供給してガス化を行う場合では、窒素酸化物対策を行うために、ガスタービンの前で石炭ガス化ガス(生成ガス)中に空気分離装置で発生する余剰窒素を供給することは可能である。   For example, in a coal gasification furnace, when gasification is performed by supplying oxygen without supplying carbon dioxide, in order to take measures against nitrogen oxides, in the coal gasification gas (product gas) in front of the gas turbine It is possible to supply surplus nitrogen generated in the air separator.
しかし、この例と同様に、二酸化炭素をガス化剤として用いる石炭ガス化炉に余剰窒素を供給すると、二酸化炭素の濃度が相対的に低下し、回収二酸化炭素の純度が低下してしまう。このため、石炭ガス化炉でのガス化に余剰窒素を利用することは、好ましくない。   However, similarly to this example, when surplus nitrogen is supplied to a coal gasifier using carbon dioxide as a gasifying agent, the concentration of carbon dioxide is relatively lowered, and the purity of recovered carbon dioxide is lowered. For this reason, it is not preferable to use surplus nitrogen for gasification in a coal gasifier.
また、石炭ガス化複合発電システムには、石炭を粉砕して石炭ガス化炉に供給する微粉炭機が設けられている。石炭は、表面に水分が付着しているため、微粉炭機では、石炭を粉砕すると共に、高温の空気で石炭を乾燥させている。この乾燥のため、多くのエネルギーが必要となるので、石炭ガス化複合発電システム全体のエネルギー効率が下がる要因となっている。   The coal gasification combined power generation system is provided with a pulverized coal machine that pulverizes coal and supplies it to a coal gasification furnace. Since moisture adheres to the surface of coal, the pulverized coal machine pulverizes the coal and dries the coal with high-temperature air. Since this drying requires a lot of energy, it is a factor that lowers the energy efficiency of the combined coal gasification combined power generation system.
なお、このような問題は、石炭ガス化複合発電システムに限らず、微粉砕した石炭を燃焼する発電システム一般に存在する。例えば、CCSの他の手法であるOxy-fuelを用いたCCS対応石炭火力発電システムでも同様である。Oxy-fuelを用いたCCS対応火力発電システムは、微粉砕した石炭をボイラで燃焼し、ボイラから排出された排ガス中の二酸化炭素の一部をボイラに供給すると共に、残余の二酸化炭素を圧縮して地層などに隔離する設備を有する。   Such a problem is not limited to a coal gasification combined power generation system, but generally exists in a power generation system that burns finely pulverized coal. For example, the same applies to a CCS-compatible coal-fired power generation system using Oxy-fuel, which is another method of CCS. The CCS-compatible thermal power generation system using Oxy-fuel burns finely pulverized coal in a boiler, supplies a part of the carbon dioxide in the exhaust gas discharged from the boiler to the boiler, and compresses the remaining carbon dioxide. And have facilities for segregation.
現時点ではOxy-fuelを用いた石炭火力発電システムでは、空気分離装置で発生する余剰窒素を放風廃棄するもようである。また、既に稼働中の酸素吹き石炭ガス化プラントにおいても、相当量の余剰窒素が放風廃棄されているもようであり、余剰窒素は有効利用されていない。   At present, in the coal-fired power generation system using Oxy-fuel, it seems that surplus nitrogen generated in the air separation device is discharged and discarded. In addition, even in an oxygen-blown coal gasification plant that is already in operation, a considerable amount of surplus nitrogen seems to have been discharged and discarded, and surplus nitrogen is not effectively utilized.
特開2005―171148号公報JP 2005-171148 A
本発明は、このような事情に鑑み、空気分離装置で発生する余剰窒素を有効利用し、微粉炭機で石炭を乾燥するのに要するエネルギーを低減することができる石炭火力発電設備を提供することを目的とする。   In view of such circumstances, the present invention provides a coal-fired power generation facility that can effectively use surplus nitrogen generated in an air separation device and reduce energy required to dry coal with a pulverized coal machine. With the goal.
上記目的を達成するための第1の態様は、石炭供給設備より供給された石炭を用いて発電する発電手段と、空気から酸素及び窒素を分離し、石炭の燃焼又は石炭のガス化のために酸素を発電手段に供給する空気分離装置と、前記空気分離装置で発生した窒素を用いて前記石炭供給設備の石炭を乾燥させる乾燥手段とを備えることを特徴とする石炭火力発電システムにある。   A first aspect for achieving the above object is to generate power using coal supplied from a coal supply facility, to separate oxygen and nitrogen from air, and to burn coal or gasify coal. The coal thermal power generation system includes an air separation device that supplies oxygen to the power generation means, and a drying means that dries the coal of the coal supply facility using nitrogen generated in the air separation device.
かかる第1の態様では、空気分離装置で発生する余剰窒素を石炭供給設備に供給し、その窒素を石炭の乾燥に用いるので、空気分離装置で大量に生じた窒素の有効利用を図ることができる。また、大量に生じた余剰の窒素で石炭が乾燥されるので、石炭の乾燥のために必要なエネルギーを低減することができ、石炭火力発電システム全体の効率を向上することができる。   In the first aspect, surplus nitrogen generated in the air separation device is supplied to the coal supply facility, and the nitrogen is used for drying the coal. Therefore, effective use of nitrogen generated in a large amount in the air separation device can be achieved. . Moreover, since coal is dried with the excess nitrogen produced in large quantities, energy required for drying coal can be reduced, and the efficiency of the entire coal-fired power generation system can be improved.
本発明の第2の態様は、第1の態様に記載する石炭火力発電システムにおいて、前記石炭供給設備は、コンベアにより搬送された石炭を貯蔵する石炭バンカと、石炭バンカの下部に配設された計量給炭機を介して石炭が供給される微粉炭機とから構成され、前記乾燥手段は、石炭が前記微粉炭機に供給される前に該石炭を前記窒素で乾燥させるように構成されていることを特徴とする石炭火力発電システムにある。   According to a second aspect of the present invention, in the coal-fired power generation system described in the first aspect, the coal supply facility is disposed in a coal bunker for storing coal conveyed by a conveyor, and a lower portion of the coal bunker. A pulverized coal machine to which coal is supplied via a metering coal feeder, and the drying means is configured to dry the coal with the nitrogen before the coal is supplied to the pulverized coal machine. The coal-fired power generation system is characterized by
かかる第2の態様では、微粉炭機で石炭を粉砕する前に石炭を乾燥するので、微粉炭機で必要となる石炭の乾燥のためのエネルギーを低減することができる。   In this 2nd aspect, since coal is dried before pulverizing coal with a pulverized coal machine, the energy for drying of coal required with a pulverized coal machine can be reduced.
本発明の第3の態様は、第2の態様に記載する石炭火力発電システムにおいて、前記乾燥手段は、前記コンベアに搬送される石炭を前記窒素で乾燥するように構成されていることを特徴とする石炭火力発電システムにある。   According to a third aspect of the present invention, in the coal-fired power generation system described in the second aspect, the drying means is configured to dry the coal conveyed to the conveyor with the nitrogen. In the coal-fired power generation system.
かかる第3の態様では、コンベアに搬送される石炭を空気分離装置からの窒素で乾燥させることができる。   In the third aspect, the coal conveyed to the conveyor can be dried with nitrogen from the air separation device.
本発明の第4の態様は、第2又は第3の態様に記載する石炭火力発電システムにおいて、前記乾燥手段は、前記コンベアと前記石炭バンカとの間に配設された石炭バンカ室に貯蔵された石炭を前記窒素で乾燥するように構成されていることを特徴とする石炭火力発電システムにある。   According to a fourth aspect of the present invention, in the coal thermal power generation system described in the second or third aspect, the drying means is stored in a coal bunker chamber disposed between the conveyor and the coal bunker. The coal-fired power generation system is configured to dry the coal with the nitrogen.
かかる第4の態様では、石炭バンカに投入される前の石炭を余剰の窒素で乾燥させることができる。   In the fourth aspect, the coal before being put into the coal bunker can be dried with excess nitrogen.
本発明の第5の態様は、第2〜第4の何れか一つの態様に記載する石炭火力発電システムにおいて、前記乾燥手段は、前記石炭バンカと前記微粉炭機との間に石炭が供給される流動床乾燥機を設置し、該流動床乾燥機に前記窒素を供給するように構成されていることを特徴とする石炭火力発電システムにある。   A fifth aspect of the present invention is the coal-fired power generation system according to any one of the second to fourth aspects, wherein the drying means is supplied with coal between the coal bunker and the pulverized coal machine. The coal-fired power generation system is configured to install a fluidized bed dryer and supply the nitrogen to the fluidized bed dryer.
かかる第5の態様では、微粉炭機の前段階で予備的に石炭が流動床乾燥機で乾燥されるので、微粉炭機で石炭の乾燥に要するエネルギーを低減することができ、また、空気分離装置からの窒素を有効利用することができる。   In the fifth aspect, since the coal is preliminarily dried in the fluidized bed dryer before the pulverized coal machine, the energy required for drying the coal in the pulverized coal machine can be reduced, and air separation can be performed. Nitrogen from the apparatus can be used effectively.
本発明の第6の態様は、第5の態様に記載する石炭火力発電システムにおいて、前記流動床乾燥機に供給される窒素を加熱する熱交換器を備えることを特徴とする石炭火力発電システムにある。   According to a sixth aspect of the present invention, in the coal-fired power generation system described in the fifth aspect, the coal-fired power generation system includes a heat exchanger that heats nitrogen supplied to the fluidized bed dryer. is there.
かかる第6の態様では、より高温の窒素が流動床乾燥機に供給されることで、石炭は、より乾燥し、微粉炭機で石炭の乾燥に要するエネルギーをさらに低減することができる。   In the sixth aspect, the higher temperature nitrogen is supplied to the fluidized bed dryer, so that the coal is further dried, and the energy required for drying the coal in the pulverized coal machine can be further reduced.
本発明の第7の態様は、第2〜第4の何れか一つの態様に記載する石炭火力発電システムにおいて、前記乾燥手段は、前記石炭バンカと前記微粉炭機との間に石炭が供給されるロータリーキルン型乾燥機を設置し、該ロータリーキルン型乾燥機に前記窒素を供給するように構成されていることを特徴とする石炭火力発電システムにある。   A seventh aspect of the present invention is the coal-fired power generation system according to any one of the second to fourth aspects, wherein the drying means is supplied with coal between the coal bunker and the pulverized coal machine. The coal-fired power generation system is configured to install a rotary kiln type dryer and supply the nitrogen to the rotary kiln type dryer.
かかる第7の態様では、ロータリーキルン型乾燥機の円筒体の回転で石炭が転がり、石炭の表面全体が窒素雰囲気に晒されることになるので、石炭の表面全体を万遍なく乾燥させることができる。   In the seventh aspect, since the coal rolls by the rotation of the cylindrical body of the rotary kiln type dryer and the entire surface of the coal is exposed to the nitrogen atmosphere, the entire surface of the coal can be uniformly dried.
本発明の第8の態様は、第7の態様に記載する石炭火力発電システムにおいて、前記ロータリーキルン型乾燥機は、外熱式であることを特徴とする石炭火力発電システムにある。   According to an eighth aspect of the present invention, there is provided the coal-fired power generation system according to the seventh aspect, wherein the rotary kiln type dryer is an external heating type.
かかる第8の態様では、ロータリーキルン型乾燥機内部の石炭は、加熱されるため、石炭をより一層乾燥させることができる。   In the eighth aspect, since the coal inside the rotary kiln type dryer is heated, the coal can be further dried.
本発明の第9の態様は、第8の態様に記載する石炭火力発電システムにおいて、外熱式の前記ロータリーキルン型乾燥機に供給される窒素を、排ガスの残存酸素処理炉で発生する熱で予熱する加熱手段を備えることを特徴とする石炭火力発電システムにある。   According to a ninth aspect of the present invention, in the coal-fired power generation system described in the eighth aspect, nitrogen supplied to the externally heated rotary kiln type dryer is preheated with heat generated in a residual oxygen treatment furnace of exhaust gas. It is in the coal thermal power generation system characterized by including the heating means to do.
かかる第9の態様では、より高温の窒素がロータリーキルン型乾燥機に供給されることで、石炭は、より乾燥し、微粉炭機で石炭の乾燥に要するエネルギーをさらに低減することができる。   In the ninth aspect, the higher temperature nitrogen is supplied to the rotary kiln-type dryer, whereby the coal is further dried, and the energy required for drying the coal in the pulverized coal machine can be further reduced.
本発明の第10の態様は、第1〜第9の何れか一つの態様に記載する石炭火力発電システムにおいて、前記発電手段は、石炭をガス化して石炭ガス化ガスを生成する石炭ガス化炉と、前記石炭ガス化ガスを燃焼して発電機の動力を得るガスタービンとを備え、前記石炭ガス化炉に、前記排ガス中の二酸化炭素及び前記空気分離装置の酸素がガス化剤として供給されるように構成されていることを特徴とする石炭火力発電システムにある。   According to a tenth aspect of the present invention, in the coal-fired power generation system according to any one of the first to ninth aspects, the power generation means gasifies coal to produce a coal gasification gas. And a gas turbine that burns the coal gasification gas to obtain power of a generator, and the carbon gas in the exhaust gas and the oxygen of the air separation device are supplied to the coal gasification furnace as a gasifying agent. A coal-fired power generation system is characterized by being configured as described above.
かかる第10の態様では、余剰窒素を石炭の乾燥に有効利用すると共に、余剰窒素を石炭ガス化炉に投入しないので、石炭ガス化炉内の二酸化炭素濃度が維持され、炭素転換率及び回収二酸化炭素純度が低下してしまうことを回避できる。   In the tenth aspect, the surplus nitrogen is effectively used for drying the coal, and the surplus nitrogen is not charged into the coal gasification furnace. Therefore, the carbon dioxide concentration in the coal gasification furnace is maintained, and the carbon conversion rate and the recovered dioxide dioxide are maintained. It can avoid that carbon purity falls.
本発明の第11の態様は、第10の態様に記載する石炭火力発電システムにおいて、前記発電手段は、前記排ガスの熱を回収して得られた蒸気を膨張することで発電機の動力を得る蒸気タービンとをさらに備えることを特徴とする石炭火力発電システムにある。   According to an eleventh aspect of the present invention, in the coal-fired power generation system described in the tenth aspect, the power generation means obtains power of the generator by expanding the steam obtained by recovering heat of the exhaust gas. A coal-fired power generation system further comprising a steam turbine.
かかる第11の態様では、ガスタービンの発電動力に加えて、蒸気タービンの発電動力を用いて発電することができ、より効率の高い発電を行うことができる。   In the eleventh aspect, power can be generated using the power generated by the steam turbine in addition to the power generated by the gas turbine, and more efficient power generation can be performed.
本発明の第12の態様は、第1〜第9の何れか一つの態様に記載する石炭火力発電システムにおいて、前記発電手段は、石炭を燃焼するボイラと、該ボイラで生じた熱により得られた蒸気を膨張することで発電機の動力を得る蒸気タービンとを備え、ボイラからの排ガスに含まれる二酸化炭素を回収し、該二酸化炭素の一部をボイラに供給すると共に残余の二酸化炭素を貯留するように構成されていることを特徴とする石炭火力発電システムにある。   A twelfth aspect of the present invention is the coal-fired power generation system according to any one of the first to ninth aspects, wherein the power generation means is obtained by a boiler that burns coal and heat generated in the boiler. A steam turbine that obtains power from the generator by expanding the generated steam, collects carbon dioxide contained in the exhaust gas from the boiler, supplies part of the carbon dioxide to the boiler, and stores the remaining carbon dioxide It is comprised in the coal-fired power generation system characterized by doing.
かかる第12の態様では、いわゆるOxy-fuel型の石炭火力発電システムにおいて、空気分離装置で発生する余剰窒素を用い、各種乾燥手段で石炭の乾燥を促進できる。   In the twelfth aspect, in the so-called Oxy-fuel type coal-fired power generation system, the drying of coal can be promoted by various drying means using surplus nitrogen generated in the air separation device.
本発明によれば、空気分離装置で発生する余剰窒素を有効利用し、微粉炭機で石炭を乾燥するのに要するエネルギーを低減することができる石炭火力発電システムが提供される。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the coal-fired power generation system which can reduce the energy which uses effectively the surplus nitrogen which generate | occur | produces with an air separation apparatus, and dry coal with a pulverized coal machine is provided.
本発明の実施形態に係る石炭火力発電システムの一例である石炭ガス化複合発電設備の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the coal gasification combined cycle power generation equipment which is an example of the coal thermal power generation system concerning the embodiment of the present invention. 実施形態1に係る石炭供給設備と乾燥手段の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the coal supply equipment and drying means concerning Embodiment 1. 実施形態2に係る石炭供給設備と乾燥手段の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the coal supply equipment which concerns on Embodiment 2, and a drying means. 実施形態3に係る石炭供給設備と乾燥手段の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the coal supply equipment and drying means which concern on Embodiment 3. 実施形態3に係る石炭供給設備と乾燥手段の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the coal supply equipment and drying means which concern on Embodiment 3. 実施形態4に係る石炭供給設備と乾燥手段の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the coal supply equipment and drying means which concern on Embodiment 4. 実施形態4に係る石炭供給設備と乾燥手段の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the coal supply equipment and drying means which concern on Embodiment 4. 実施形態5に係る石炭火力発電システムにおける石炭供給設備と乾燥手段の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the coal supply equipment and drying means in the coal thermal power generation system concerning Embodiment 5.
〈実施形態1〉
図1は、本発明の実施形態に係る石炭ガス化発電システムの一例である石炭ガス化複合発電設備の概略構成図である。
<Embodiment 1>
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a coal gasification combined power generation facility which is an example of a coal gasification power generation system according to an embodiment of the present invention.
図示するように、石炭ガス化複合発電システム1は、石炭を石炭ガス化炉に供給する石炭供給設備2を備えている。石炭供給設備2は、詳細は後述するが、貯蔵した石炭を微粉炭機で粉砕し、石炭ガス化炉3に供給する設備である。   As illustrated, the combined coal gasification combined power generation system 1 includes a coal supply facility 2 that supplies coal to a coal gasification furnace. Although the details will be described later, the coal supply facility 2 is a facility for pulverizing stored coal with a pulverized coal machine and supplying the coal to the coal gasification furnace 3.
石炭供給設備2で粉砕された石炭は、石炭ガス化炉3に供給される。石炭ガス化炉3には、系内からの二酸化炭素、すなわち、ガスタービン5で仕事を終え、排熱回収ボイラ6で熱交換された排ガスから分離された二酸化炭素が供給されるようになっている。また、石炭ガス化炉3には、空気分離装置8で原料空気から分離された酸素も供給されるようになっている。   Coal pulverized by the coal supply facility 2 is supplied to the coal gasifier 3. The coal gasification furnace 3 is supplied with carbon dioxide from the inside of the system, that is, carbon dioxide separated from the exhaust gas that has finished work in the gas turbine 5 and heat-exchanged in the exhaust heat recovery boiler 6. Yes. The coal gasifier 3 is also supplied with oxygen separated from the raw air by the air separation device 8.
これらの二酸化炭素と、酸素は、石炭のガス化剤として機能する。石炭ガス化炉3では、石炭がガス化剤と反応することで石炭ガス化ガスが生成される。二酸化炭素及び酸素で石炭をガス化することで、二酸化炭素のガス化促進効果により、空気、酸素濃度を高めた空気、または酸素で石炭をガス化することに比べ、炭素転換率が大幅に向上する。   These carbon dioxide and oxygen function as coal gasifying agents. In the coal gasification furnace 3, coal gasification gas is produced | generated when coal reacts with a gasification agent. By gasifying coal with carbon dioxide and oxygen, the carbon conversion rate is greatly improved compared to gasifying coal with air, air with increased oxygen concentration, or oxygen due to the gasification promotion effect of carbon dioxide. To do.
石炭ガス化ガスには、一酸化炭素や水素ガスなどの可燃成分が含まれ、また、水溶性不純物、凝縮性不純物、粒子状不純物、及びガス状不純物が含まれている。石炭ガス化炉3で生成された石炭ガス化ガスは、除塵手段(特に図示せず)により除塵され、熱交換器(特に図示せず)で所定温度に調整され、ガス精製設備4に供給される。   The coal gasification gas contains combustible components such as carbon monoxide and hydrogen gas, and also contains water-soluble impurities, condensable impurities, particulate impurities, and gaseous impurities. The coal gasification gas generated in the coal gasification furnace 3 is dedusted by dust removing means (not shown), adjusted to a predetermined temperature by a heat exchanger (not shown), and supplied to the gas purification facility 4. The
ガス精製設備4としては、石炭ガス化ガスの温度を、露点を上回る温度に維持して運転する乾式法や、湿式法により石炭ガス化ガスの不純物を除去するものが用いられる。上述の各種不純物を除去できるものであれば特に構成は限定されないが、例えば、ガス精製設備4として、ハロゲン化物除去装置、脱硫装置、アンモニア除去装置、水銀除去装置などの不純物除去装置を用いることができる。   As the gas purification equipment 4, a dry method in which the temperature of the coal gasification gas is maintained at a temperature higher than the dew point or a device that removes impurities of the coal gasification gas by a wet method is used. The configuration is not particularly limited as long as it can remove the above-described various impurities. For example, as the gas purification facility 4, an impurity removal device such as a halide removal device, a desulfurization device, an ammonia removal device, or a mercury removal device is used. it can.
ガス精製設備4に石炭ガス化ガスが送られると、各種の不純物除去装置により不純物が除去されて精製され、燃料ガスが得られる。   When the coal gasification gas is sent to the gas purification facility 4, impurities are removed and purified by various impurity removal devices, and fuel gas is obtained.
ガスタービン5には、ガス精製設備4で精製された燃料ガスが供給される。詳細には、特に図示しないが燃焼器、圧縮機がガスタービン5に接続されており、燃焼器に燃料ガスが送られる。さらに燃焼器には、空気分離装置8で製造された高濃度の酸素が送られ、燃料ガスが燃焼される。また、排熱回収ボイラ6で熱回収された排ガス中の二酸化炭素は圧縮機で圧縮され、燃焼器に投入されるようになっている。燃焼器での燃焼により生じた燃焼ガスは、ガスタービン5に送られ、ガスタービン5は燃焼ガスの膨張で発電機を駆動する動力を得る。   The gas turbine 5 is supplied with the fuel gas purified by the gas purification facility 4. Specifically, although not particularly illustrated, a combustor and a compressor are connected to the gas turbine 5 and fuel gas is sent to the combustor. Further, high concentration oxygen produced by the air separation device 8 is sent to the combustor, and the fuel gas is combusted. Further, the carbon dioxide in the exhaust gas heat recovered by the exhaust heat recovery boiler 6 is compressed by a compressor and put into a combustor. Combustion gas generated by combustion in the combustor is sent to the gas turbine 5, and the gas turbine 5 obtains power for driving the generator by expansion of the combustion gas.
ガスタービン5で仕事を終えた排ガスは排熱回収ボイラ6に送られる。排熱回収ボイラ6は、排ガスの熱回収を行い、この熱で生じた蒸気を蒸気タービン7に供給する。   The exhaust gas that has finished work in the gas turbine 5 is sent to the exhaust heat recovery boiler 6. The exhaust heat recovery boiler 6 performs heat recovery of the exhaust gas and supplies steam generated by this heat to the steam turbine 7.
蒸気タービン7は、排熱回収ボイラ6から供給された蒸気の膨張で発電機を駆動する動力を得る。上述した圧縮機、ガスタービン5、蒸気タービン7及び発電機(特に図示せず)は、同軸状態で接続されている。直列に接続されたガスタービン5及び蒸気タービン7の動力により発電機が駆動され、ガスタービン5と蒸気タービン7による複合発電が行われる。   The steam turbine 7 obtains power for driving the generator by expansion of the steam supplied from the exhaust heat recovery boiler 6. The above-described compressor, gas turbine 5, steam turbine 7 and generator (not shown) are connected in a coaxial state. The generator is driven by the power of the gas turbine 5 and the steam turbine 7 connected in series, and the combined power generation by the gas turbine 5 and the steam turbine 7 is performed.
排熱回収ボイラ6で熱回収された排ガスは、二酸化炭素が分離され、その一部はガスタービン5や石炭ガス化炉3に送られる。また、残余の二酸化炭素は、外部に搬送され、地層などに貯留される。   The exhaust gas heat recovered by the exhaust heat recovery boiler 6 is separated from carbon dioxide, and a part thereof is sent to the gas turbine 5 and the coal gasifier 3. The remaining carbon dioxide is transported outside and stored in the formation.
空気分離装置8は、極低温の冷媒で原料空気を冷却し、排ガス中に含まれる窒素、酸素、アルゴン等の各種ガスの沸点に応じて、それらのガスを分離するものである。詳細には、原料空気は、吸着器で水分が除去されて、空気分離装置8で冷却される。このため、空気分離装置8から得られた窒素(沸点−196℃)には、沸点が異なる水分(沸点100℃)は含まれず、乾燥した大量の窒素が得られる。   The air separation device 8 cools the raw air with a cryogenic refrigerant and separates these gases according to the boiling points of various gases such as nitrogen, oxygen, and argon contained in the exhaust gas. Specifically, the raw material air is cooled by the air separation device 8 after moisture is removed by the adsorber. For this reason, the nitrogen (boiling point-196 ° C.) obtained from the air separation device 8 does not include moisture having different boiling points (boiling point 100 ° C.), and a large amount of dried nitrogen is obtained.
空気分離装置8で分離された酸素は、上述したように、石炭ガス化炉3やガスタービン5(燃焼器)に送られる。さらに、空気分離装置8から分離した窒素は、石炭供給設備2に供給され、窒素の有効利用が図られている。   As described above, the oxygen separated by the air separation device 8 is sent to the coal gasification furnace 3 and the gas turbine 5 (combustor). Furthermore, the nitrogen separated from the air separation device 8 is supplied to the coal supply facility 2 to effectively use the nitrogen.
図2を用いて、窒素を有効利用するための石炭供給設備について説明する。図示するように、石炭供給設備2は、コンベア10で搬送された石炭を一時的に貯蔵するバンカ室11及び石炭バンカ12と、石炭バンカ12の下部に配設された計量給炭機13と、微粉炭機14とから構成されている。   A coal supply facility for effectively using nitrogen will be described with reference to FIG. As shown in the figure, the coal supply facility 2 includes a bunker chamber 11 and a coal bunker 12 for temporarily storing the coal conveyed by the conveyor 10, a metering coal feeder 13 disposed below the coal bunker 12, It consists of a pulverized coal machine 14.
コンベア10は、上方に設置されたバンカ室11に石炭を搬送するために上方に傾斜して設置されており、コンベア10の周囲には、コンベア10を覆うカバー15が設けられている。バンカ室11に貯蔵された石炭は、石炭バンカ12を介して計量給炭機13に払い出される。計量給炭機13は、石炭を計量しながら所定量の石炭を微粉炭機14に供給するものである。   The conveyor 10 is installed to be inclined upward in order to convey coal to the bunker chamber 11 installed at the upper side, and a cover 15 that covers the conveyor 10 is provided around the conveyor 10. Coal stored in the bunker chamber 11 is paid out to the metering coal feeder 13 via the coal bunker 12. The metering coal feeder 13 supplies a predetermined amount of coal to the pulverized coal machine 14 while measuring the coal.
微粉炭機14は、計量給炭機13から供給された石炭が供給されると共に、乾燥用の高温の空気が供給されるようになっている。微粉炭機14は、この石炭を粉砕すると共に、乾燥用の空気で石炭を乾燥する。微粉炭機14で粉砕、乾燥された石炭は、気流搬送で石炭ガス化炉3に供給される。   The pulverized coal machine 14 is supplied with the coal supplied from the metering coal feeder 13 and is supplied with high-temperature air for drying. The pulverized coal machine 14 crushes the coal and dries the coal with air for drying. The coal pulverized and dried by the pulverized coal machine 14 is supplied to the coal gasification furnace 3 by airflow conveyance.
このような構成の石炭供給設備2には、空気分離装置8(図1参照)から分離された窒素を用いて、石炭を乾燥させる乾燥手段が設けられている。具体的には、乾燥手段は、石炭を搬送するコンベア10とそのコンベア10を覆うカバー15との間の空間に、空気分離装置8からの窒素を投入することにより構成されている。   The coal supply facility 2 having such a configuration is provided with drying means for drying the coal using nitrogen separated from the air separation device 8 (see FIG. 1). Specifically, the drying means is configured by introducing nitrogen from the air separation device 8 into a space between the conveyor 10 that conveys coal and a cover 15 that covers the conveyor 10.
上述したように、空気分離装置8から得られる窒素は、水分が殆ど含まれず、乾燥しているので、コンベア10で搬送される石炭に付着した水分は蒸発しやすくなり、石炭の乾燥を促進できる。   As described above, since the nitrogen obtained from the air separation device 8 contains almost no moisture and is dry, the moisture attached to the coal conveyed by the conveyor 10 is likely to evaporate, and the drying of the coal can be promoted. .
このように微粉炭機14に供給される前の段階で、窒素により石炭を乾燥することで、微粉炭機14において、石炭の乾燥用の空気を加熱するのに要するエネルギーを低減することができる。   Thus, the energy required for heating the air for drying coal in the pulverized coal machine 14 can be reduced by drying the coal with nitrogen in the stage before being supplied to the pulverized coal machine 14. .
以上に説明したように、本実施形態に係る石炭ガス化複合発電システム1は、空気分離装置8で発生する余剰窒素を石炭供給設備2に供給し、その窒素を石炭の乾燥に用いるので、空気分離装置8で大量に生じた窒素の有効利用を図ることができる。また、微粉炭機14で石炭を粉砕する前に石炭を乾燥するので、微粉炭機14で必要となる石炭の乾燥のためのエネルギーを低減することができ、石炭ガス化複合発電システム1全体の効率を向上することができる。   As described above, the combined coal gasification combined cycle system 1 according to the present embodiment supplies surplus nitrogen generated in the air separation device 8 to the coal supply facility 2 and uses the nitrogen for drying the coal. Effective use of nitrogen generated in a large amount in the separation device 8 can be achieved. Moreover, since coal is dried before pulverizing coal with the pulverized coal machine 14, the energy for drying of coal required by the pulverized coal machine 14 can be reduced, and the coal gasification combined cycle power generation system 1 whole can be reduced. Efficiency can be improved.
また、余剰窒素を石炭ガス化炉3に投入しないので、石炭ガス化炉3内の二酸化炭素濃度が維持され、炭素転換率及び二酸化炭素純度が低下してしまうことを回避できる。   Moreover, since surplus nitrogen is not thrown into the coal gasification furnace 3, it can avoid that the carbon dioxide concentration in the coal gasification furnace 3 is maintained, and a carbon conversion rate and a carbon dioxide purity fall.
〈実施形態2〉
実施形態1では、石炭供給設備2のコンベア10とカバー15との間の空間に、空気分離装置8からの窒素を投入する乾燥手段について説明したが、窒素の投入箇所は、これに限られない。以下、乾燥手段の種々の態様について説明する。
<Embodiment 2>
In the first embodiment, the drying unit that inputs nitrogen from the air separation device 8 into the space between the conveyor 10 and the cover 15 of the coal supply facility 2 has been described. However, the nitrogen input location is not limited thereto. . Hereinafter, various aspects of the drying means will be described.
図3は、実施形態2に係る石炭供給設備と乾燥手段の概略構成図である。なお、実施形態1と同一のものには同一の符号を付し、重複する説明は省略する。   FIG. 3 is a schematic configuration diagram of coal supply equipment and drying means according to the second embodiment. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same thing as Embodiment 1, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
図示するように、本実施形態の乾燥手段は、バンカ室11の一部に、外部と連通する投入口16を設け、空気分離装置8からの窒素を投入口16に供給するように構成されている。このように、バンカ室11に窒素が供給されることで、石炭バンカ12に投入される前の石炭を乾燥させることができる。これにより、実施形態1と同様に、微粉炭機14で石炭の乾燥に要するエネルギーを低減することができる。   As shown in the figure, the drying means of the present embodiment is configured such that a part of the bunker chamber 11 is provided with an inlet 16 communicating with the outside, and nitrogen from the air separation device 8 is supplied to the inlet 16. Yes. Thus, by supplying nitrogen to the bunker chamber 11, it is possible to dry the coal before being put into the coal bunker 12. Thereby, similarly to Embodiment 1, the energy required for drying coal by the pulverized coal machine 14 can be reduced.
〈実施形態3〉
微粉炭機14の前に石炭の乾燥させる乾燥手段として、流動床乾燥機を用いることができる。図4は、実施形態3に係る石炭供給設備と乾燥手段の概略構成図である。なお、実施形態1と同一のものには同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
<Embodiment 3>
As a drying means for drying the coal before the pulverized coal machine 14, a fluidized bed dryer can be used. FIG. 4 is a schematic configuration diagram of coal supply equipment and drying means according to the third embodiment. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same thing as Embodiment 1, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
図示するように、流動床乾燥機17は、石炭バンカ12と微粉炭機14との間に設置されている。石炭バンカ12から給炭され、計量給炭機13で計量された石炭は、流動床乾燥機17に所定量供給される。   As illustrated, the fluidized bed dryer 17 is installed between the coal bunker 12 and the pulverized coal machine 14. Coal supplied from the coal bunker 12 and measured by the metering coal feeder 13 is supplied to the fluidized bed dryer 17 in a predetermined amount.
また、流動床乾燥機17には、石炭の下方から石炭に吹き付けられる高温の空気と一緒に、空気分離装置8から供給された窒素が供給されように構成されている。すなわち、流動床乾燥機17では、空気分離装置8からの窒素も石炭の乾燥に用いている。   Further, the fluidized bed dryer 17 is configured to be supplied with nitrogen supplied from the air separation device 8 together with high-temperature air blown onto the coal from below the coal. That is, in the fluidized bed dryer 17, nitrogen from the air separation device 8 is also used for drying coal.
このように、微粉炭機14の前段階で予備的に石炭が流動床乾燥機17で乾燥されるので、微粉炭機14で石炭の乾燥に要するエネルギーを低減することができ、また、空気分離装置8からの窒素を有効利用することができる。   As described above, since the coal is preliminarily dried in the fluidized bed dryer 17 in the previous stage of the pulverized coal machine 14, energy required for drying the coal in the pulverized coal machine 14 can be reduced, and air separation is performed. Nitrogen from the apparatus 8 can be used effectively.
さらに、図5に示すように、空気分離装置8から流動床乾燥機17に供給する窒素を、熱交換機18により加熱してもよい。この場合においては、より高温の窒素が流動床乾燥機17に供給されることで、石炭は、より乾燥し、微粉炭機14で石炭の乾燥に要するエネルギーをさらに低減することができる。   Furthermore, as shown in FIG. 5, the nitrogen supplied from the air separation device 8 to the fluidized bed dryer 17 may be heated by a heat exchanger 18. In this case, by supplying higher temperature nitrogen to the fluidized bed dryer 17, the coal is further dried, and the energy required for drying the coal by the pulverized coal machine 14 can be further reduced.
なお、熱交換機18の熱源は特に限定はないが、石炭ガス化複合発電システム1の系内で生じた熱を用いることで、系全体の熱効率を向上することができる。   In addition, although the heat source of the heat exchanger 18 is not particularly limited, the heat efficiency of the entire system can be improved by using the heat generated in the coal gasification combined power generation system 1.
〈実施形態4〉
微粉炭機14の前に石炭の乾燥させる乾燥手段として、ロータリーキルン型乾燥機を用いることができる。図6は、実施形態4に係る石炭供給設備と乾燥手段の概略構成図である。なお、実施形態1と同一のものには同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
<Embodiment 4>
As a drying means for drying the coal before the pulverized coal machine 14, a rotary kiln type dryer can be used. FIG. 6 is a schematic configuration diagram of a coal supply facility and a drying unit according to the fourth embodiment. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same thing as Embodiment 1, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
図示するように、ロータリーキルン型乾燥機19は、傾斜した円筒体を回転させながら、その中に処理対象物である石炭を流通させ、石炭に所定の温度、時間で加熱するものである。また、ロータリーキルン型乾燥機19にはロードセルを設置することなどにより計量機能を持たせておく。   As shown in the drawing, the rotary kiln-type dryer 19 rotates coal that is an object to be treated while rotating an inclined cylindrical body, and heats the coal at a predetermined temperature and time. The rotary kiln type dryer 19 is provided with a weighing function by installing a load cell.
ロータリーキルン型乾燥機19は、石炭バンカ12と微粉炭機14との間に設置されている。すなわち、石炭バンカ12から給炭された石炭は、ロータリーキルン型乾燥機19により計量され、微粉炭機14に供給される。   The rotary kiln type dryer 19 is installed between the coal bunker 12 and the pulverized coal machine 14. That is, the coal supplied from the coal bunker 12 is measured by the rotary kiln type dryer 19 and supplied to the pulverized coal machine 14.
そして、ロータリーキルン型乾燥機19には、空気分離装置8からの窒素が内部に供給されるようになっている。このため、ロータリーキルン型乾燥機19内部では、乾燥した雰囲気の下で石炭が加熱されて乾燥される。   The rotary kiln-type dryer 19 is supplied with nitrogen from the air separation device 8. For this reason, in the rotary kiln type dryer 19, coal is heated and dried under a dry atmosphere.
このように、微粉炭機14の前段階で予備的に石炭がロータリーキルン型乾燥機19で乾燥されるので、微粉炭機14で石炭の乾燥に要するエネルギーを低減することができ、また、空気分離装置8からの窒素を有効利用することができる。   Thus, since the coal is preliminarily dried by the rotary kiln type dryer 19 in the previous stage of the pulverized coal machine 14, the energy required for drying the coal by the pulverized coal machine 14 can be reduced, and air separation is performed. Nitrogen from the apparatus 8 can be used effectively.
また、上述したロータリーキルン型乾燥機19は、いわゆる外熱式のロータリーキルン型乾燥機19であり、乾燥した窒素雰囲気の下で石炭を加熱したが、必ずしも加熱する必要はない。すなわち、石炭がロータリーキルン型乾燥機19に投炭され、回転する円筒体内部を流通しながら出口から排出されるまでの間に、空気分離装置8から供給された窒素雰囲気に晒すだけでもよい。   Moreover, although the rotary kiln type dryer 19 mentioned above is what is called an external heating type rotary kiln type dryer 19 and heated coal in the dry nitrogen atmosphere, it is not necessarily required to heat. That is, coal may be thrown into the rotary kiln-type dryer 19 and exposed to the nitrogen atmosphere supplied from the air separation device 8 until it is discharged from the outlet while circulating through the rotating cylindrical body.
この場合においては、ロータリーキルン型乾燥機19の円筒体の回転で石炭が転がり、石炭の表面全体が窒素雰囲気に晒されることになるので、石炭の表面全体を万遍なく乾燥させることができる。   In this case, the coal rolls due to the rotation of the cylindrical body of the rotary kiln-type dryer 19 and the entire surface of the coal is exposed to the nitrogen atmosphere, so that the entire surface of the coal can be uniformly dried.
さらに、図7に示すように、空気分離装置8からロータリーキルン型乾燥機19に供給する窒素を、ガスタービン5(図1参照)の排ガスに含まれる残存酸素処理炉(特に図示せず)で発生する熱で加熱してもよい。この場合においては、より高温の窒素がロータリーキルン型乾燥機19に供給されることで、石炭は、より乾燥し、微粉炭機14で石炭の乾燥に要するエネルギーをさらに低減することができる。   Further, as shown in FIG. 7, nitrogen supplied from the air separation device 8 to the rotary kiln type dryer 19 is generated in a residual oxygen treatment furnace (not shown) included in the exhaust gas of the gas turbine 5 (see FIG. 1). It may be heated with heat. In this case, the higher temperature nitrogen is supplied to the rotary kiln-type dryer 19, whereby the coal is further dried, and the energy required for drying the coal by the pulverized coal machine 14 can be further reduced.
なお、ロータリーキルン型乾燥機19に供給する窒素の熱源は、上述の残存酸素処理炉の熱に限定されない。   Note that the heat source of nitrogen supplied to the rotary kiln type dryer 19 is not limited to the heat of the above-described residual oxygen treatment furnace.
〈実施形態5〉
実施形態1〜実施形態4では、石炭火力発電システムの一例として、石炭ガス化複合発電システムを例に挙げたが、本発明は、いわゆるOxy-fuel型の石炭火力発電システムにも適用することができる。
<Embodiment 5>
In the first to fourth embodiments, the coal gasification combined power generation system is exemplified as an example of the coal thermal power generation system. However, the present invention may be applied to a so-called Oxy-fuel type coal thermal power generation system. it can.
図8は、実施形態5に係る石炭火力発電システムにおける石炭供給設備と乾燥手段の概略構成図である。なお、実施形態1と同一のものには同一の符号を付し、重複する説明は省略する。   FIG. 8 is a schematic configuration diagram of coal supply equipment and drying means in the coal-fired power generation system according to the fifth embodiment. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same thing as Embodiment 1, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
本実施形態に係る石炭火力発電システムの発電手段は、石炭を燃焼するボイラ20と、ボイラ20で生じた熱により得られた蒸気を膨張することで発電機の動力を得る蒸気タービン(特に図示せず)とを備えている。   The power generation means of the coal-fired power generation system according to the present embodiment includes a boiler 20 that burns coal, and a steam turbine that obtains the power of the generator by expanding the steam obtained by the heat generated in the boiler 20 (particularly not shown). )).
また、空気分離装置8(特に図示せず)は、実施形態1と同様に原料空気から酸素を分離し、その酸素をボイラ20に供給している。   Further, the air separation device 8 (not shown in particular) separates oxygen from the raw air as in the first embodiment, and supplies the oxygen to the boiler 20.
ボイラ20で発生した排ガス中の二酸化炭素は回収され、一部は、ボイラ20に供給され、残余は外部に搬送され、地層等に貯留されるように構成されている。   The carbon dioxide in the exhaust gas generated in the boiler 20 is recovered, a part is supplied to the boiler 20, and the remainder is transported to the outside and stored in the formation.
このような構成のOxy-fuel型の石炭火力発電システムにおいても、空気分離装置8で発生した余剰窒素を石炭供給設備2に供給し、石炭の乾燥を促進させることができる。具体的には、実施形態1〜実施形態4で説明したような各種乾燥手段を適用することで石炭を余剰窒素で乾燥させる。   Even in the Oxy-fuel type coal-fired power generation system having such a configuration, surplus nitrogen generated in the air separation device 8 can be supplied to the coal supply facility 2 to promote drying of the coal. Specifically, the coal is dried with surplus nitrogen by applying various drying means as described in the first to fourth embodiments.
図8に乾燥手段の一例を示す。すなわち、実施形態1と同様に、石炭を搬送するコンベア10と該コンベア10の周囲を覆うカバー15との間の空間に、空気分離装置8からの窒素を投入するようにした。もちろん、実施形態2〜実施形態4で説明した乾燥手段を用いてもよい。   FIG. 8 shows an example of the drying means. That is, as in the first embodiment, nitrogen from the air separation device 8 is introduced into the space between the conveyor 10 that conveys coal and the cover 15 that covers the periphery of the conveyor 10. Of course, the drying means described in the second to fourth embodiments may be used.
このような構成の石炭火力発電システムにおいても、二酸化炭素の排出を抑えると共に、空気分離装置8で発生した余剰窒素で石炭供給設備2の石炭の乾燥を促進でき、微粉炭機14で石炭の乾燥に要するエネルギーを低減することができる。   Also in the coal-fired power generation system having such a configuration, the carbon dioxide emission can be suppressed and the drying of the coal in the coal supply facility 2 can be promoted by the surplus nitrogen generated in the air separation device 8, and the coal pulverizer 14 can dry the coal. The energy required for this can be reduced.
〈他の実施形態〉
以上に説明した実施形態1〜実施形態5では、乾燥手段は、石炭供給設備2の各所に一つ設けられていたが、複合的であってもよい。すなわち、実施形態1〜実施形態5で説明した各乾燥手段を組み合わせて用いてもよい。
<Other embodiments>
In Embodiments 1 to 5 described above, one drying means is provided in each place of the coal supply facility 2, but may be combined. That is, you may use combining each drying means demonstrated in Embodiment 1- Embodiment 5. FIG.
また、実施形態1〜実施形態4では、石炭ガス化発電システムとして石炭ガス化複合発電システム1を例に挙げたが、必ずしもこのような態様に限らず、例えば、蒸気タービン7を設けずにガスタービン5のみで発電を行うものであってもよい。要するに、本発明は、石炭ガス化複合発電システムに限らず、石炭ガス化ガスを燃焼してガスタービンを駆動し、その排ガス中の二酸化炭素を石炭のガス化に利用する発電システムに適用することができる。   In the first to fourth embodiments, the coal gasification combined power generation system 1 is taken as an example of the coal gasification power generation system. However, the present invention is not necessarily limited to such an aspect. For example, the gas without using the steam turbine 7 is provided. The power generation may be performed only by the turbine 5. In short, the present invention is not limited to a coal gasification combined power generation system, but is applied to a power generation system that burns coal gasification gas to drive a gas turbine and uses carbon dioxide in the exhaust gas for coal gasification. Can do.
さらに、乾燥手段を設ける態様は、実施形態1〜5に説明した場合に限定されず、微粉炭機14に供給される前の段階で、石炭を空気分離装置8からの窒素を用いて乾燥させるようにすればよい。   Furthermore, the aspect which provides a drying means is not limited to the case where it demonstrates to Embodiment 1-5, Coal is dried using the nitrogen from the air separation apparatus 8 in the step before being supplied to the pulverized coal machine 14. What should I do?
本発明は、石炭から石炭ガス化ガスを生成し、石炭ガス化ガスを燃焼してガスタービンを駆動し、その排ガス中の二酸化炭素を石炭のガス化に利用する発電システムで利用することができる。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used in a power generation system that generates coal gasification gas from coal, burns the coal gasification gas, drives a gas turbine, and uses carbon dioxide in the exhaust gas for gasification of coal. .
1 石炭ガス化複合発電システム
2 石炭供給設備
3 石炭ガス化炉
4 ガス精製設備
5 ガスタービン
6 排熱回収ボイラ
7 蒸気タービン
8 空気分離装置
10 コンベア
11 バンカ室
12 石炭バンカ
13 計量給炭機
14 微粉炭機
15 カバー
16 投入口
17 流動床乾燥機
18 熱交換機
19 ロータリーキルン型乾燥機
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Coal gasification combined cycle power generation system 2 Coal supply equipment 3 Coal gasification furnace 4 Gas refinement equipment 5 Gas turbine 6 Waste heat recovery boiler 7 Steam turbine 8 Air separation device 10 Conveyor 11 Bunker room 12 Coal bunker 13 Weighing coal feeder 14 Fine powder Charcoal machine 15 Cover 16 Input port 17 Fluidized bed dryer 18 Heat exchanger 19 Rotary kiln type dryer

Claims (12)

  1. 石炭供給設備より供給された石炭を用いて発電する発電手段と、
    空気から酸素及び窒素を分離し、石炭の燃焼又は石炭のガス化のために酸素を発電手段に供給する空気分離装置と、
    前記空気分離装置で発生した窒素を用いて前記石炭供給設備の石炭を乾燥させる乾燥手段とを備える
    ことを特徴とする石炭火力発電システム。
    Power generation means for generating electricity using coal supplied from a coal supply facility;
    An air separation device for separating oxygen and nitrogen from air and supplying oxygen to power generation means for coal combustion or coal gasification;
    A coal-fired power generation system, comprising: drying means for drying coal in the coal supply facility using nitrogen generated in the air separation device.
  2. 請求項1に記載する石炭火力発電システムにおいて、
    前記石炭供給設備は、コンベアにより搬送された石炭を貯蔵する石炭バンカと、石炭バンカの下部に配設された計量給炭機を介して石炭が供給される微粉炭機とから構成され、
    前記乾燥手段は、石炭が前記微粉炭機に供給される前に該石炭を前記窒素で乾燥させるように構成されている
    ことを特徴とする石炭火力発電システム。
    In the coal thermal power generation system according to claim 1,
    The coal supply facility is composed of a coal bunker that stores coal conveyed by a conveyor, and a pulverized coal machine that is supplied with coal via a metering coal feeder disposed in a lower portion of the coal bunker,
    The drying means is configured to dry the coal with the nitrogen before the coal is supplied to the pulverized coal machine.
  3. 請求項2に記載する石炭火力発電システムにおいて、
    前記乾燥手段は、前記コンベアに搬送される石炭を前記窒素で乾燥するように構成されている
    ことを特徴とする石炭火力発電システム。
    In the coal thermal power generation system according to claim 2,
    The said drying means is comprised so that the coal conveyed by the said conveyor may be dried with the said nitrogen. The coal thermal power generation system characterized by the above-mentioned.
  4. 請求項2又は請求項3に記載する石炭火力発電システムにおいて、
    前記乾燥手段は、前記コンベアと前記石炭バンカとの間に配設された石炭バンカ室に貯蔵された石炭を前記窒素で乾燥するように構成されている
    ことを特徴とする石炭火力発電システム。
    In the coal-fired power generation system according to claim 2 or claim 3,
    The said drying means is comprised so that the coal stored in the coal bunker room arrange | positioned between the said conveyor and the said coal bunker may be dried with the said nitrogen. Coal thermal power generation system characterized by the above-mentioned.
  5. 請求項2〜請求項4の何れか一項に記載する石炭火力発電システムにおいて、
    前記乾燥手段は、前記石炭バンカと前記微粉炭機との間に石炭が供給される流動床乾燥機を設置し、該流動床乾燥機に前記窒素を供給するように構成されている
    ことを特徴とする石炭火力発電システム。
    In the coal thermal power generation system according to any one of claims 2 to 4,
    The drying means is configured to install a fluidized bed dryer to which coal is supplied between the coal bunker and the pulverized coal machine, and to supply the nitrogen to the fluidized bed dryer. And coal-fired power generation system.
  6. 請求項5に記載する石炭火力発電システムにおいて、
    前記流動床乾燥機に供給される窒素を加熱する熱交換器を備える
    ことを特徴とする石炭火力発電システム。
    In the coal thermal power generation system according to claim 5,
    A coal-fired power generation system comprising a heat exchanger for heating nitrogen supplied to the fluidized bed dryer.
  7. 請求項2〜請求項4の何れか一項に記載する石炭火力発電システムにおいて、
    前記乾燥手段は、前記石炭バンカと前記微粉炭機との間に石炭が供給されるロータリーキルン型乾燥機を設置し、該ロータリーキルン型乾燥機に前記窒素を供給するように構成されている
    ことを特徴とする石炭火力発電システム。
    In the coal thermal power generation system according to any one of claims 2 to 4,
    The drying means is configured to install a rotary kiln type dryer to which coal is supplied between the coal bunker and the pulverized coal machine, and to supply the nitrogen to the rotary kiln type dryer. And coal-fired power generation system.
  8. 請求項7に記載する石炭火力発電システムにおいて、
    前記ロータリーキルン型乾燥機は、外熱式である
    ことを特徴とする石炭火力発電システム。
    In the coal thermal power generation system according to claim 7,
    The rotary kiln type dryer is an external heating type.
  9. 請求項8に記載する石炭火力発電システムにおいて、
    外熱式の前記ロータリーキルン型乾燥機に供給される窒素を、排ガスの残存酸素処理炉で発生する熱で予熱する加熱手段を備える
    ことを特徴とする石炭火力発電システム。
    In the coal thermal power generation system according to claim 8,
    A coal-fired power generation system comprising heating means for preheating nitrogen supplied to the externally heated rotary kiln type dryer with heat generated in a residual oxygen treatment furnace of exhaust gas.
  10. 請求項1〜請求項9の何れか一項に記載する石炭火力発電システムにおいて、
    前記発電手段は、石炭をガス化して石炭ガス化ガスを生成する石炭ガス化炉と、前記石炭ガス化ガスを燃焼して発電機の動力を得るガスタービンとを備え、
    前記石炭ガス化炉に、前記排ガス中の二酸化炭素及び前記空気分離装置の酸素がガス化剤として供給されるように構成されている
    ことを特徴とする石炭火力発電システム。
    In the coal-fired power generation system according to any one of claims 1 to 9,
    The power generation means includes a coal gasification furnace that gasifies coal to generate coal gasification gas, and a gas turbine that obtains power of the generator by burning the coal gasification gas,
    The coal-fired power generation system is configured such that carbon dioxide in the exhaust gas and oxygen in the air separation device are supplied to the coal gasifier as gasifying agents.
  11. 請求項10に記載する石炭火力発電システムにおいて、
    前記発電手段は、前記排ガスの熱を回収して得られた蒸気を膨張することで発電機の動力を得る蒸気タービンとをさらに備える
    ことを特徴とする石炭火力発電システム。
    In the coal thermal power generation system according to claim 10,
    The said power generation means is further provided with the steam turbine which acquires the motive power of a generator by expanding the steam obtained by collect | recovering the heat | fever of the said waste gas, The coal thermal power generation system characterized by the above-mentioned.
  12. 請求項1〜請求項9の何れか一項に記載する石炭火力発電システムにおいて、
    前記発電手段は、石炭を燃焼するボイラと、該ボイラで生じた熱により得られた蒸気を膨張することで発電機の動力を得る蒸気タービンとを備え、
    ボイラからの排ガスに含まれる二酸化炭素を回収し、該二酸化炭素の一部をボイラに供給すると共に残余の二酸化炭素を貯留するように構成されている
    ことを特徴とする石炭火力発電システム。
    In the coal-fired power generation system according to any one of claims 1 to 9,
    The power generation means includes a boiler that burns coal, and a steam turbine that obtains power of the generator by expanding steam obtained by heat generated in the boiler,
    A coal-fired power generation system configured to collect carbon dioxide contained in exhaust gas from a boiler, supply a part of the carbon dioxide to the boiler, and store the remaining carbon dioxide.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140038833A (en) * 2012-09-21 2014-03-31 한국전력공사 Apparatus for capturing acidic gas
CN104235817A (en) * 2014-09-30 2014-12-24 上海援梦电力能源科技咨询中心 Pulverizing coal and sludge co-combustion environment-friendly power generation system provided with fan mill and air swept mill
CN104235816A (en) * 2014-09-30 2014-12-24 上海援梦电力能源科技咨询中心 Pulverizing coal and sludge co-combustion environment-friendly power generation system provided with fan mill and medium-speed mill
CN104235818A (en) * 2014-09-30 2014-12-24 上海援梦电力能源科技咨询中心 Pulverizing coal and sludge co-combustion environment-friendly power generation system provided with fan mills
CN106988884A (en) * 2017-03-24 2017-07-28 新奥科技发展有限公司 Electricity-generating method and electricity generation system

Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5787038U (en) * 1980-11-12 1982-05-28
JPS61240024A (en) * 1985-04-15 1986-10-25 Hitachi Zosen Corp Conveyer equipped with coal drying device
JPH04337387A (en) * 1991-02-05 1992-11-25 Voest Alpine Ind Anlagenbau Gmbh Drying of coal used in melt-down or coal gasifier
JPH09255968A (en) * 1996-01-18 1997-09-30 Nippon Steel Corp Method for drying and preheating coal with fluidized bed dryer/classifier and production of coke
JPH09310079A (en) * 1996-05-21 1997-12-02 Ube Ind Ltd Modification of coal and production of cwm
JPH1182991A (en) * 1997-09-03 1999-03-26 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Method and device for drying and purging coal for power generation
JP2000282054A (en) * 1999-03-29 2000-10-10 Kawasaki Steel Corp Humidity control of coal fed into coke oven
JP2001115174A (en) * 1999-10-15 2001-04-24 Toshiba Corp Fuel treatment system
JP2002069458A (en) * 2000-08-28 2002-03-08 Kawasaki Heavy Ind Ltd Apparatus for drying powdery and particulate material
JP2005171148A (en) * 2003-12-12 2005-06-30 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Coal gasification furnace and method for operating the same
JP2008534862A (en) * 2005-04-05 2008-08-28 サーガス・エーエス Low CO2 thermal power plant
WO2009041617A1 (en) * 2007-09-28 2009-04-02 Central Research Institute Of Electric Power Industry Turbine facility and power generating apparatus
JP2010059383A (en) * 2008-09-08 2010-03-18 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Gasification furnace apparatus

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5787038U (en) * 1980-11-12 1982-05-28
JPS61240024A (en) * 1985-04-15 1986-10-25 Hitachi Zosen Corp Conveyer equipped with coal drying device
JPH04337387A (en) * 1991-02-05 1992-11-25 Voest Alpine Ind Anlagenbau Gmbh Drying of coal used in melt-down or coal gasifier
JPH09255968A (en) * 1996-01-18 1997-09-30 Nippon Steel Corp Method for drying and preheating coal with fluidized bed dryer/classifier and production of coke
JPH09310079A (en) * 1996-05-21 1997-12-02 Ube Ind Ltd Modification of coal and production of cwm
JPH1182991A (en) * 1997-09-03 1999-03-26 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Method and device for drying and purging coal for power generation
JP2000282054A (en) * 1999-03-29 2000-10-10 Kawasaki Steel Corp Humidity control of coal fed into coke oven
JP2001115174A (en) * 1999-10-15 2001-04-24 Toshiba Corp Fuel treatment system
JP2002069458A (en) * 2000-08-28 2002-03-08 Kawasaki Heavy Ind Ltd Apparatus for drying powdery and particulate material
JP2005171148A (en) * 2003-12-12 2005-06-30 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Coal gasification furnace and method for operating the same
JP2008534862A (en) * 2005-04-05 2008-08-28 サーガス・エーエス Low CO2 thermal power plant
WO2009041617A1 (en) * 2007-09-28 2009-04-02 Central Research Institute Of Electric Power Industry Turbine facility and power generating apparatus
JP2010059383A (en) * 2008-09-08 2010-03-18 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Gasification furnace apparatus

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140038833A (en) * 2012-09-21 2014-03-31 한국전력공사 Apparatus for capturing acidic gas
CN104235817A (en) * 2014-09-30 2014-12-24 上海援梦电力能源科技咨询中心 Pulverizing coal and sludge co-combustion environment-friendly power generation system provided with fan mill and air swept mill
CN104235816A (en) * 2014-09-30 2014-12-24 上海援梦电力能源科技咨询中心 Pulverizing coal and sludge co-combustion environment-friendly power generation system provided with fan mill and medium-speed mill
CN104235818A (en) * 2014-09-30 2014-12-24 上海援梦电力能源科技咨询中心 Pulverizing coal and sludge co-combustion environment-friendly power generation system provided with fan mills
CN104235816B (en) * 2014-09-30 2016-08-31 上海援梦电力能源科技咨询中心 Fan mill and the coal of medium-speed pulverizer powder process and mud multifuel combustion green power generation system
CN106988884A (en) * 2017-03-24 2017-07-28 新奥科技发展有限公司 Electricity-generating method and electricity generation system

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