JP2014105593A - Co2回収型ガス化ガス発電プラント - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ガスタービン6から排出されてから二酸化炭素回収設備12に供給される前のガスタービン燃焼排気ガスG,Gp,Gdにメタン(CH4),一酸化炭素(CO),水素(H2),オゾン(O3)のうちの少なくとも一つを供給してガスタービン燃焼排気ガスG,Gp,Gd中の一酸化窒素(NO)を二酸化窒素(NO2)に酸化させてから、水洗塔・汽水分離器14,冷却器・汽水分離器15によって得られた凝縮水に二酸化窒素(NO2)を吸収させて回収するようにした。
【選択図】図1
Description
本実施形態のガス化ガス発電プラントは、ガス化原料としての石炭Cをガス化剤としての酸素O2でガス化するガス化設備としてのガス化炉2と、当該ガス化炉2で生成された石炭ガス化ガスCG1を精製するガス精製設備3と、当該ガス精製設備3で精製された石炭ガス化ガスCG2を主燃料として酸素O2を主成分とする酸化剤によって燃焼させるガスタービン燃焼器5と、当該ガスタービン燃焼器5から排出される燃焼排気ガスFGによって駆動するガスタービン6と、当該ガスタービン6に結合されて電力を出力する発電機9Aと、ガスタービン6から排出されたガスタービン燃焼排気ガスGから取り分けられたガスタービン燃焼排気ガスGpの水分を分離する水洗塔・汽水分離器14,冷却器・汽水分離器15と、これら水洗塔・汽水分離器14,冷却器・汽水分離器15を通過した後のガスタービン燃焼排気ガスGpのうちの一部のガスタービン燃焼排気ガスGdを二酸化炭素として回収する二酸化炭素回収設備12とを有する。
NO+NCO = CN+NO2
NO+HO2 = NO2+OH
NO+OH = NO2+H
NO+O2 = NO2+O
NO+O+M = NO2+M
以下に、燃焼排気ガスに微量の燃料成分(CH4,CO,H2,COとH2との混合ガス、のうちの一つ)を混合して燃焼排気ガス中のNOをNO2に酸化させるプロセス(言い換えると、NO2成分の生成挙動)について、反応過程を考慮する反応動力学に基づく数値解析の結果を示して説明する。
ここで、ガスタービン燃焼排気ガスに対してNO酸化用燃料成分(具体的には、CH4,CO,H2,O3,COとH2との混合ガス、ガス化ガス,これらの混合ガスのうちのいずれか。以下同じ)を供給する地点Sとしては、ガスタービン6の排気出口から排熱回収ボイラ7を通過して排ガスダンパ18に至る区間Saのどこか(即ち、ガスタービン燃焼排気ガスGに対して供給する)、排ガスダンパ18によってリサイクル排気ガスGrと分割された後の水洗塔・汽水分離器14への案内ラインSb(即ち、燃焼排気ガスGpに対して供給する),水洗塔・汽水分離器14の出口から圧縮機13B及び水銀除去処理16を通過して冷却器・汽水分離器15の入口に至る区間Scのどこか(即ち、水洗塔・汽水分離器14を通過した後の燃焼排気ガスGpに対して供給する)、冷却器・汽水分離器15の出口から圧縮機13Cを通過して流量コントロールバルブ19によってCO2回収・系外排出排気ガスGdとガス化原料搬送用排気ガスGcとに分割されるまでの区間Sdのどこか(即ち、冷却器・汽水分離器15を通過した後の燃焼排気ガスGpに対して供給する),又は、流量コントロールバルブ19から二酸化炭素回収設備12の入口までの案内ラインSe(即ち、CO2回収・系外排出排気ガスGdに対して供給する)の5カ所が考えられる。
1)供給するNO酸化用燃料成分が燃焼排気ガス中に残留する可能性を最も低減させることができる
2)NOのNO2への酸化反応を最も長く維持することができる。そして、区間Sc,区間Sd,案内ラインSeに設置される複数の汽水分離器の全てによってNO2の回収を図ることが可能であり、NO2の回収率を最も高めることができる
3)ガスタービン燃焼排気ガスGと比べ、リサイクル排気ガスGrと分割された後であるためにガスタービン燃焼排気ガスGpの方が排ガス量が少ないので、具体的には定格温度条件で1/6.6になるので、供給するNO酸化用燃料成分の量も1/6.6に少なくすることができる
という効果が得られる。
6 ガスタービン
12 二酸化炭素回収設備
14 水洗塔・汽水分離器
15 冷却器・汽水分離器
Claims (4)
- ガス化原料をガス化剤でガス化するガス化設備と、当該ガス化設備で生成されたガス化ガスを主燃料として酸化剤によって燃焼させるガスタービン燃焼器と、当該ガスタービン燃焼器から排出される燃焼排気ガスによって駆動するガスタービンと、当該ガスタービンから排出されたガスタービン燃焼排気ガスGから取り分けられたガスタービン燃焼排気ガスGpの水分を分離する汽水分離器と、当該汽水分離器を通過した後の前記ガスタービン燃焼排気ガスGpのうちの一部のガスタービン燃焼排気ガスGdを二酸化炭素として回収する二酸化炭素回収設備とを有し、前記ガスタービンから排出された前記ガスタービン燃焼排気ガスGをガスタービン燃焼排気ガスGrと前記ガスタービン燃焼排気ガスGpとに分け、前記ガスタービン燃焼排気ガスGrを前記ガスタービンの作動媒体としてリサイクルすると共に、前記ガスタービン燃焼排気ガスGpのうちの一部である前記ガスタービン燃焼排気ガスGdは前記二酸化炭素回収設備によって二酸化炭素として回収し、残りのガスタービン燃焼排気ガスGcは前記ガス化設備に前記ガス化原料を搬送する媒体として使用するガス化ガス発電プラントにおいて、前記ガスタービンから排出されてから前記二酸化炭素回収設備に供給される前の前記ガスタービン燃焼排気ガスG,Gp,Gdにメタン,一酸化炭素,水素,オゾンのうちの少なくとも一つを供給して前記ガスタービン燃焼排気ガスG,Gp,Gd中の一酸化窒素を二酸化窒素に酸化させてから、前記汽水分離器若しくは前記二酸化炭素回収設備に備えられている汽水分離器によって得られた凝縮水に前記二酸化窒素を吸収させて回収することを特徴とするCO2回収型ガス化ガス発電プラント。
- ガス化原料をガス化剤でガス化するガス化設備と、当該ガス化設備で生成されたガス化ガスを主燃料として酸化剤によって燃焼させるガスタービン燃焼器と、当該ガスタービン燃焼器から排出される燃焼排気ガスによって駆動するガスタービンと、当該ガスタービンから排出されたガスタービン燃焼排気ガスGから取り分けられたガスタービン燃焼排気ガスGpの水分を分離する汽水分離器と、当該汽水分離器を通過した後の前記ガスタービン燃焼排気ガスGpのうちの一部のガスタービン燃焼排気ガスGdを二酸化炭素として回収する二酸化炭素回収設備とを有し、前記ガスタービンから排出された前記ガスタービン燃焼排気ガスGをガスタービン燃焼排気ガスGrと前記ガスタービン燃焼排気ガスGpとに分け、前記ガスタービン燃焼排気ガスGrを前記ガスタービンの作動媒体としてリサイクルすると共に、前記ガスタービン燃焼排気ガスGpのうちの一部である前記ガスタービン燃焼排気ガスGdは前記二酸化炭素回収設備によって二酸化炭素として回収し、残りのガスタービン燃焼排気ガスGcは前記ガス化設備に前記ガス化原料を搬送する媒体として使用するガス化ガス発電プラントにおいて、前記ガスタービンから排出されてから前記二酸化炭素回収設備に供給される前の前記ガスタービン燃焼排気ガスG,Gp,Gdに前記ガス化ガスの一部又は前記ガス化ガスから抽出されたメタン,一酸化炭素,水素のうちの少なくとも一つを供給して前記ガスタービン燃焼排気ガスG,Gp,Gd中の一酸化窒素を二酸化窒素に酸化させてから、前記汽水分離器若しくは前記二酸化炭素回収設備に備えられている汽水分離器によって得られた凝縮水に前記二酸化窒素を吸収させて回収することを特徴とするCO2回収型ガス化ガス発電プラント。
- ガス化原料をガス化剤でガス化するガス化設備と、当該ガス化設備で生成されたガス化ガスを主燃料として酸化剤によって燃焼させるガスタービン燃焼器と、当該ガスタービン燃焼器から排出される燃焼排気ガスによって駆動するガスタービンと、当該ガスタービンから排出されたガスタービン燃焼排気ガスGから取り分けられたガスタービン燃焼排気ガスGpの水分を分離する汽水分離器と、当該汽水分離器を通過した後の前記ガスタービン燃焼排気ガスGpのうちの一部のガスタービン燃焼排気ガスGdを二酸化炭素として回収する二酸化炭素回収設備とを有し、前記ガスタービンから排出された前記ガスタービン燃焼排気ガスGをガスタービン燃焼排気ガスGrと前記ガスタービン燃焼排気ガスGpとに分け、前記ガスタービン燃焼排気ガスGrを前記ガスタービンの作動媒体としてリサイクルすると共に、前記ガスタービン燃焼排気ガスGpのうちの一部である前記ガスタービン燃焼排気ガスGdは前記二酸化炭素回収設備によって二酸化炭素として回収し、残りのガスタービン燃焼排気ガスGcは前記ガス化設備に前記ガス化原料を搬送する媒体として使用するガス化ガス発電プラントにおいて、前記ガスタービンから排出されてから前記二酸化炭素回収設備に供給される前の前記ガスタービン燃焼排気ガスG,Gp,Gdを触媒若しくは活性炭に接触させて前記ガスタービン燃焼排気ガスG,Gp,Gd中の一酸化窒素を二酸化窒素に酸化させてから、前記汽水分離器若しくは前記二酸化炭素回収設備に備えられている汽水分離器によって得られた凝縮水に前記二酸化窒素を吸収させて回収することを特徴とするCO2回収型ガス化ガス発電プラント。
- ガス化原料をガス化剤でガス化するガス化設備と、当該ガス化設備で生成されたガス化ガスを主燃料として酸化剤によって燃焼させるガスタービン燃焼器と、当該ガスタービン燃焼器から排出される燃焼排気ガスによって駆動するガスタービンと、当該ガスタービンから排出されたガスタービン燃焼排気ガスGから取り分けられたガスタービン燃焼排気ガスGpの水分を分離する汽水分離器と、当該汽水分離器を通過した後の前記ガスタービン燃焼排気ガスGpのうちの一部のガスタービン燃焼排気ガスGdを二酸化炭素として回収する二酸化炭素回収設備とを有し、前記ガスタービンから排出された前記ガスタービン燃焼排気ガスGをガスタービン燃焼排気ガスGrと前記ガスタービン燃焼排気ガスGpとに分け、前記ガスタービン燃焼排気ガスGrを前記ガスタービンの作動媒体としてリサイクルすると共に、前記ガスタービン燃焼排気ガスGpのうちの一部である前記ガスタービン燃焼排気ガスGdは前記二酸化炭素回収設備によって二酸化炭素として回収し、残りのガスタービン燃焼排気ガスGcは前記ガス化設備に前記ガス化原料を搬送する媒体として使用するガス化ガス発電プラントにおいて、前記ガスタービンから排出されてから前記二酸化炭素回収設備に供給される前の前記ガスタービン燃焼排気ガスG,Gp,Gdをマンガン酸素酸液若しくは過酸化水素若しくは過酸化水素水中に吹き込んで前記ガスタービン燃焼排気ガスG,Gp,Gd中の一酸化窒素を二酸化窒素に酸化させてから、前記汽水分離器若しくは前記二酸化炭素回収設備に備えられている汽水分離器によって得られた凝縮水に前記二酸化窒素を吸収させて回収することを特徴とするCO2回収型ガス化ガス発電プラント。
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