JP2017137452A - Gasification system and operation method of gasification system - Google Patents

Gasification system and operation method of gasification system Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To use COas a carrier gas for fuel to a gasification part, with compact structure when COamount is low such as starting time of a plant.SOLUTION: A coal gasification combined cycle power generation system 1 comprises a gasification part for generating combustible gas by a gasification of a solid carbonaceous fuel, a fuel supply part for supplying the solid carbonaceous fuel to the gasification part, a COgeneration part for generating CObased on the combustible gas generated in the gasification part, a COrecovery part for recovering COgenerated in the COgeneration part, a combustion part for generating COby combusting fuel, a first COsupply passage for supplying COrecovered in the COrecovery part to the fuel supply part and a second COsupply passage for supplying COgenerated in a combustion part to the fuel supply part. The COgenerated in the combustion part is supplied to the fuel supply part via the second COsupply passage when COamount supplied via the first COsupply passage is low.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、ガス化システム及びガス化システムの運転方法に関するものである。   The present invention relates to a gasification system and a method for operating the gasification system.

ガス化システムは、ガス化炉を用いて石炭等の固体炭素質燃料をガス化処理して、一酸化炭素や水素等の生成ガスを生成する。ガス化システムは、複合発電システムや、化学製品の原料用ガスの製造に適用される。   The gasification system gasifies a solid carbonaceous fuel such as coal using a gasification furnace to generate a product gas such as carbon monoxide and hydrogen. The gasification system is applied to a combined power generation system and production of a raw material gas for chemical products.

従来のガス化システムでは、石炭を微粉砕した微粉炭等の燃料をガス化炉へ搬送する搬送ガスとして、窒素が用いられている。この場合、ガス化炉で生じた生成ガス中に非凝縮成分である窒素が混入すると、生成ガスの純度向上を図りにくい。そのため、ガス化システムの高効率化には、ガス化炉からの生成ガス中に含まれる窒素濃度の低減化が有効である。   In a conventional gasification system, nitrogen is used as a carrier gas for conveying a fuel such as pulverized coal obtained by finely pulverizing coal to a gasification furnace. In this case, if nitrogen, which is a non-condensed component, is mixed into the product gas generated in the gasification furnace, it is difficult to improve the purity of the product gas. Therefore, to increase the efficiency of the gasification system, it is effective to reduce the concentration of nitrogen contained in the product gas from the gasification furnace.

特開２０１３−６９９０号公報JP 2013-6990 A 特開２００８−２９１０８１号公報JP 2008-291081 A

上記の特許文献１でも記載されているとおり、ガス化システムの生成ガス中の二酸化炭素（ＣＯ２）を回収し、回収されたＣＯ２が、微粉炭及びチャーの搬送ガスとして使用される場合がある。搬送ガスとして使用されたＣＯ２は、微粉炭等の燃料と共にガス化炉へ送られる。これにより、窒素を用いることなく、微粉炭等の燃料をガス化炉へ搬送でき、ガス化炉からの生成ガス中に含まれる窒素濃度の低減化を図ることができる。しかし、プラント起動直後は、ガス化炉で生成される生成ガス量が少ないことから、シフト反応器で生成されるＣＯ２量が少ない。 As described in Patent Document 1 above, carbon dioxide (CO 2 ) in the product gas of the gasification system is recovered, and the recovered CO 2 may be used as a carrier gas for pulverized coal and char. is there. The CO 2 used as the carrier gas is sent to the gasifier together with fuel such as pulverized coal. Thereby, fuel, such as pulverized coal, can be conveyed to a gasification furnace, without using nitrogen, and reduction of the nitrogen concentration contained in the generated gas from a gasification furnace can be aimed at. However, immediately after the start of the plant, the amount of generated gas generated in the gasifier is small, so the amount of CO 2 generated in the shift reactor is small.

一方、上記特許文献２で記載のとおり、ガスタービンシステムからの排ガスを回収し、回収されたＣＯ２が、微粉炭及びチャーの搬送ガスとして使用される場合がある。搬送ガスとして使用されたＣＯ２は、微粉炭等の燃料と共にガス化炉へ送られる。これにより、窒素を用いることなく、微粉炭等の燃料をガス化炉へ搬送でき、ガス化炉からの生成ガス中に含まれる窒素濃度の低減化を図ることができる。しかし、プラント起動直後は、ガスタービンが定格運転に到達するまでは、排ガスに含まれるＣＯ２が少ない。 On the other hand, as described in Patent Document 2, exhaust gas from a gas turbine system is recovered, and the recovered CO 2 may be used as a carrier gas for pulverized coal and char. The CO 2 used as the carrier gas is sent to the gasifier together with fuel such as pulverized coal. Thereby, fuel, such as pulverized coal, can be conveyed to a gasification furnace, without using nitrogen, and reduction of the nitrogen concentration contained in the generated gas from a gasification furnace can be aimed at. However, immediately after starting the plant, the amount of CO 2 contained in the exhaust gas is small until the gas turbine reaches the rated operation.

いずれの場合も、プラント起動直後において、微粉炭等の燃料の搬送ガスとしてＣＯ２を用いるためには、不足するＣＯ２量を補うため、別途、液体ＣＯ２と気化器を組み合わせた設備や、高圧のＣＯ２バッファタンクなどのＣＯ２供給設備を設置する必要がある。 In any case, in order to use CO 2 as a carrier gas for fuel such as pulverized coal immediately after the start of the plant, in order to make up for the insufficient amount of CO 2 , a separate facility for combining liquid CO 2 and a vaporizer, It is necessary to install a CO 2 supply facility such as a high-pressure CO 2 buffer tank.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、プラントの起動時などのＣＯ２量が少ない場合において、コンパクトな構成で、ガス化部までの燃料の搬送ガスとしてＣＯ２を用いることが可能なガス化システム及びガス化システムの運転方法を提供することを目的とする。 The present invention was made in view of such circumstances, when a small amount of CO 2, such as at the start of the plant, a compact construction, the CO 2 as carrier gas of the fuel to the gasification unit An object is to provide a gasification system that can be used and a method of operating the gasification system.

上記課題を解決するために、本発明のガス化システム及びガス化システムの運転方法は以下の手段を採用する。
すなわち、本発明に係るガス化システムは、固体炭素質燃料をガス化処理して、可燃性ガスを生成するガス化部と、前記固体炭素質燃料を前記ガス化部へ供給する燃料供給部と、前記ガス化部で生成された前記可燃性ガスに基づいてＣＯ２を生成するＣＯ２生成部と、前記ＣＯ２生成部で生成されたＣＯ２を回収するＣＯ２回収部と、燃料を燃焼して、ＣＯ２を生成する燃焼部と、前記ＣＯ２回収部で回収されたＣＯ２を前記燃料供給部へ供給する第１ＣＯ２供給路と、前記燃焼部で生成されたＣＯ２を前記燃料供給部へ供給する第２ＣＯ２供給路と、を備え、前記第１ＣＯ２供給路を介して供給されるＣＯ２量が少ないとき、前記燃焼部で生成されたＣＯ２を、前記第２ＣＯ２供給路を介して、前記燃料供給部へ供給する。 In order to solve the above problems, the gasification system and the operation method of the gasification system of the present invention employ the following means.
That is, a gasification system according to the present invention includes a gasification unit that gasifies solid carbonaceous fuel to generate a combustible gas, and a fuel supply unit that supplies the solid carbonaceous fuel to the gasification unit. combustion and CO 2 generation unit for generating, and CO 2 recovery unit for recovering the CO 2 generated by the CO 2 generator, a fuel of CO 2 on the basis of the flammable gas generated in the gasification section A combustion section that generates CO 2 , a first CO 2 supply path that supplies CO 2 recovered by the CO 2 recovery section to the fuel supply section, and CO 2 generated by the combustion section as the fuel and a second 2CO 2 supply path for supplying to the supply unit, when the amount of CO 2 supplied through the first 1 CO 2 supply path is small, the CO 2 generated in the combustion unit, the first 2CO 2 supply It supplies to the said fuel supply part via a path.

この構成によれば、ガス化部で固体炭素質燃料がガス化処理されて可燃性ガスが生成され、その後、ＣＯ２生成部で可燃性ガスに基づいてＣＯ２が生成される。ＣＯ２生成部は、例えば、ガス化システムが、ガス化複合発電システムの場合、ガスタービンを駆動させる燃焼器であり、燃焼器は、可燃性ガスを燃焼してＣＯ２を生成する。化学製品の原料用ガスを製造するガス化システムの場合、ＣＯ２生成部は、可燃性ガスのＣＯを水蒸気で改質してＣＯ２とＨ２に変換するシフト反応器である。 According to this configuration, the solid carbonaceous fuel is gasified in the gasification unit to generate a combustible gas, and then CO 2 is generated based on the combustible gas in the CO 2 generation unit. For example, when the gasification system is a gasification combined power generation system, the CO 2 generation unit is a combustor that drives a gas turbine, and the combustor generates CO 2 by burning combustible gas. In the case of a gasification system for producing a raw material gas for a chemical product, the CO 2 generator is a shift reactor that reforms the combustible gas CO with water vapor and converts it into CO 2 and H 2 .

生成されたＣＯ２は、ＣＯ２回収部で回収される。ＣＯ２回収部は、例えば、ガス化システムが、ガス化複合発電システムの場合、排熱回収ボイラに設けられた凝縮器であり、凝縮器は、排ガスからＣＯ２を分離する。化学製品の原料用ガスを製造するガス化システムの場合、ＣＯ２回収部は、ＣＯ２分離回収装置や凝縮器である。 The generated CO 2 is recovered by the CO 2 recovery unit. For example, when the gasification system is a gasification combined power generation system, the CO 2 recovery unit is a condenser provided in the exhaust heat recovery boiler, and the condenser separates CO 2 from the exhaust gas. In the case of a gasification system that produces a raw material gas for a chemical product, the CO 2 recovery unit is a CO 2 separation and recovery device or a condenser.

回収されたＣＯ２は、第１ＣＯ２供給路を介して、ＣＯ２回収部から燃料供給部へ供給されて、固体炭素質燃料が、ＣＯ２によって、燃料供給部からガス化部へ搬送される。また、燃焼部で燃料が燃焼されてＣＯ２が生成される。燃焼部で生成されたＣＯ２は、第２ＣＯ２供給路を介して、燃焼部から燃料供給部へ供給されて、固体炭素質燃料が、ＣＯ２によって、燃料供給部からガス化部へ搬送される。 The recovered CO 2 is supplied from the CO 2 recovery unit to the fuel supply unit via the first CO 2 supply path, and the solid carbonaceous fuel is conveyed from the fuel supply unit to the gasification unit by CO 2 . . Further, the fuel is combusted in the combustion section, and CO 2 is generated. The CO 2 generated in the combustion unit is supplied from the combustion unit to the fuel supply unit via the second CO 2 supply path, and the solid carbonaceous fuel is conveyed from the fuel supply unit to the gasification unit by CO 2 . The

第１ＣＯ２供給路を介して供給されるＣＯ２量が少ないとき、例えば、ガス化部を起動した後、定格運転に至るまで、ガス化部で生成される可燃性ガスが少なく、ＣＯ２生成部で生成されるＣＯ２量が少ないとき、第２ＣＯ２供給路を介して、燃焼部で生成されたＣＯ２が、燃料供給部へ供給される。これにより、第１ＣＯ２供給路を介して供給されるＣＯ２量が少ないときであっても、ＣＯ２によって、固体炭素質燃料を燃料供給部からガス化部へ搬送できる。 When the amount of CO 2 supplied through the first CO 2 supply path is small, for example, after starting the gasification unit, until the rated operation is reached, there is little combustible gas generated in the gasification unit, and CO 2 production When the amount of CO 2 produced in the unit is small, CO 2 produced in the combustion unit is supplied to the fuel supply unit via the second CO 2 supply path. Thereby, even when the amount of CO 2 supplied through the first CO 2 supply path is small, the solid carbonaceous fuel can be transported from the fuel supply unit to the gasification unit by CO 2 .

上記発明において、前記ガス化部から排出された未燃粒子を回収する未燃粒子回収部と、前記未燃粒子回収部で回収された前記未燃粒子を前記ガス化部へ供給する未燃粒子搬送路と、を更に備え、前記第１ＣＯ２供給路は、前記ＣＯ２回収部で回収されたＣＯ２を前記未燃粒子搬送路へ供給し、前記第２ＣＯ２供給路は、前記燃焼部で生成されたＣＯ２を前記未燃粒子搬送路へ供給し、前記第１ＣＯ２供給路を介して供給されるＣＯ２量が少ないとき、前記燃焼部で生成されたＣＯ２を、前記第２ＣＯ２供給路を介して、前記未燃粒子搬送路へ供給してもよい。 In the above invention, an unburned particle recovery unit that recovers unburned particles discharged from the gasification unit, and an unburned particle that supplies the unburned particles recovered by the unburned particle recovery unit to the gasification unit A transport path, wherein the first CO 2 supply path supplies the CO 2 recovered by the CO 2 recovery section to the unburned particle transport path, and the second CO 2 supply path is the combustion section. When the generated CO 2 is supplied to the unburned particle conveyance path and the amount of CO 2 supplied through the first CO 2 supply path is small, the CO 2 generated in the combustion section is converted into the second CO 2. You may supply to the said unburned particle conveyance path via a supply path.

この構成によれば、第１ＣＯ２供給路を介して供給されるＣＯ２量が少ないとき、例えば、ガス化部を起動した後、定格運転に至るまで、ガス化部で生成される可燃性ガスが少なく、ＣＯ２生成部で生成されるＣＯ２量が少ないとき、第２ＣＯ２供給路を介して、燃焼部で生成されたＣＯ２が、未燃粒子搬送路へ供給される。これにより、第１ＣＯ２供給路を介して供給されるＣＯ２量が少ないときであっても、ＣＯ２によって、未燃粒子回収部で回収された未燃粒子を未燃粒子搬送路からガス化部へ搬送できる。 According to this configuration, when the amount of CO 2 supplied through the first CO 2 supply path is small, for example, after starting the gasification unit, the combustible gas generated in the gasification unit until the rated operation is reached. less, when the CO 2 amount is small, which is generated by the CO 2 generation unit, via the first 2CO 2 supply path, the CO 2 generated in the combustion unit, is supplied to the non-燃粒Ko conveying path. Thereby, even when the amount of CO 2 supplied through the first CO 2 supply path is small, the unburned particles recovered by the unburned particle recovery unit are gasified from the unburned particle transport path by CO 2 . Can be transported to the section.

上記発明において、前記ガス化部から供給された前記可燃性ガスを燃焼させる燃焼器と、前記燃焼器から供給される燃焼ガスによって駆動するガスタービンと、前記ガスタービンの駆動により回転駆動するガスタービン圧縮機とを更に備え、前記第１ＣＯ２供給路は、前記ＣＯ２回収部で回収されたＣＯ２を前記ガスタービン圧縮機へ供給し、前記第２ＣＯ２供給路は、前記燃焼部で生成されたＣＯ２を前記ガスタービン圧縮機へ供給し、前記第１ＣＯ２供給路を介して供給されるＣＯ２量が少ないとき、前記燃焼部で生成されたＣＯ２を、前記第２ＣＯ２供給路を介して、前記ガスタービン圧縮機へ供給してもよい。 In the above invention, a combustor that combusts the combustible gas supplied from the gasification unit, a gas turbine that is driven by the combustion gas supplied from the combustor, and a gas turbine that is driven to rotate by driving the gas turbine. A compressor, wherein the first CO 2 supply path supplies CO 2 recovered by the CO 2 recovery section to the gas turbine compressor, and the second CO 2 supply path is generated by the combustion section. When CO 2 is supplied to the gas turbine compressor and the amount of CO 2 supplied through the first CO 2 supply passage is small, the CO 2 generated in the combustion section is supplied to the second CO 2 supply passage. To the gas turbine compressor.

この構成によれば、第１ＣＯ２供給路を介して供給されるＣＯ２量が少ないとき、例えば、ガス化部を起動した後、定格運転に至るまで、ガス化部で生成される可燃性ガスが少なく、ＣＯ２生成部で生成されるＣＯ２量が少ないとき、第２ＣＯ２供給路を介して、燃焼部で生成されたＣＯ２が、圧縮機へ供給される。これにより、第１ＣＯ２供給路を介して供給されるＣＯ２量が少ないときであっても、ＣＯ２を圧縮機へ供給でき、ＣＯ２に適した圧縮機を選定できる。 According to this configuration, when the amount of CO 2 supplied through the first CO 2 supply path is small, for example, after starting the gasification unit, the combustible gas generated in the gasification unit until the rated operation is reached. when less, CO 2 amount is less generated in the CO 2 generation unit, via the first 2CO 2 supply path, the CO 2 generated in the combustion unit, is supplied to the compressor. Thereby, even when the amount of CO 2 supplied through the first CO 2 supply path is small, CO 2 can be supplied to the compressor, and a compressor suitable for CO 2 can be selected.

上記発明において、前記燃焼部は、内筒と、前記内筒の外側に設けられる外筒とを有してもよい。
この構成によれば、燃焼部は、内筒と外筒によって、二重管構造となり、メンテナンス性が向上する。 In the above invention, the combustion section may include an inner cylinder and an outer cylinder provided outside the inner cylinder.
According to this structure, a combustion part becomes a double pipe structure with an inner cylinder and an outer cylinder, and a maintainability improves.

上記発明において、前記内筒と前記外筒の間には、冷却媒体が流通してもよい。
この構成によれば、内筒と外筒の間に冷却媒体が供給され、冷却媒体が内筒と外筒の間を流れることから、内筒が冷却され、かつ、内筒内の燃焼温度の上昇を防止できる。 In the above invention, a cooling medium may flow between the inner cylinder and the outer cylinder.
According to this configuration, since the cooling medium is supplied between the inner cylinder and the outer cylinder and the cooling medium flows between the inner cylinder and the outer cylinder, the inner cylinder is cooled and the combustion temperature in the inner cylinder is reduced. The rise can be prevented.

上記発明において、前記燃焼部は、壁部を有し、前記壁部の内壁面に耐火材が施されてもよい。
この構成によれば、耐火材によって壁部が断熱され、壁部が加熱されることを防止できかつ、燃焼部内の燃焼温度の上昇を防止できる。 In the above invention, the combustion part may have a wall part, and a refractory material may be applied to the inner wall surface of the wall part.
According to this structure, a wall part is thermally insulated by a refractory material, it can prevent that a wall part is heated, and can prevent the raise of the combustion temperature in a combustion part.

本発明に係るガス化システムの運転方法は、固体炭素質燃料をガス化処理して、可燃性ガスを生成するガス化部と、前記固体炭素質燃料を前記ガス化部へ供給する燃料供給部と、前記ガス化部で生成された前記可燃性ガスに基づいてＣＯ２を生成するＣＯ２生成部と、前記ＣＯ２生成部で生成されたＣＯ２を回収するＣＯ２回収部と、燃料を燃焼して、ＣＯ２を生成する燃焼部と、前記ＣＯ２回収部で回収されたＣＯ２を前記燃料供給部へ供給する第１ＣＯ２供給路と、前記燃焼部で生成されたＣＯ２を前記燃料供給部へ供給する第２ＣＯ２供給路と、を備えるガス化システムの運転方法であって、前記第１ＣＯ２供給路を介して供給されるＣＯ２量が少ないとき、前記燃焼部で生成されたＣＯ２を、前記第２ＣＯ２供給路を介して、前記燃料供給部へ供給するステップを有する。 An operation method of a gasification system according to the present invention includes a gasification unit that gasifies solid carbonaceous fuel to generate a combustible gas, and a fuel supply unit that supplies the solid carbonaceous fuel to the gasification unit A CO 2 generator that generates CO 2 based on the combustible gas generated in the gasifier, a CO 2 recovery unit that recovers CO 2 generated in the CO 2 generator, and a fuel Combustion unit that generates CO 2 by combustion, a first CO 2 supply path that supplies CO 2 recovered by the CO 2 recovery unit to the fuel supply unit, and CO 2 generated by the combustion unit a first 2CO 2 supply path for supplying to the fuel supply unit, a method of operating a gasification system comprising a, when the amount of CO 2 supplied through the first 1 CO 2 supply path is small, is generated in the combustion portion was CO 2, through the first 2CO 2 supply path Has a supplying to the fuel supply unit.

本発明によれば、プラントの起動時などのＣＯ２量が少ない場合において、コンパクトな構成で、ガス化部までの燃料の搬送ガスとしてＣＯ２を用いることができる。 According to the present invention, when a small amount of CO 2, such as at the start of the plant, a compact configuration can be used CO 2 as carrier gas of the fuel to the gasification unit.

本発明の一実施形態に係る石炭ガス化複合発電システムを示す構成図である。It is a block diagram which shows the coal gasification combined cycle power generation system which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る石炭ガス化複合発電システムに用いられる加圧燃焼炉を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the pressurized combustion furnace used for the coal gasification combined cycle power generation system concerning one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る石炭ガス化複合発電システムに用いられる加圧燃焼炉の第１変形例を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the 1st modification of the pressurized combustion furnace used for the coal gasification combined cycle power generation system concerning one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る石炭ガス化複合発電システムに用いられる加圧燃焼炉の第２変形例を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the 2nd modification of the pressurized combustion furnace used for the coal gasification combined cycle power generation system concerning one embodiment of the present invention.

以下に、本発明に係る実施形態について、図面を参照して説明する。
まず、本発明の一実施形態に係る石炭ガス化複合発電システム１を図１に基づいて説明する。
石炭ガス化複合発電システム１は、ビン２と、供給ホッパ３と、石炭ガス化炉４と、サイクロン５と、ガス精製装置６と、燃焼器７と、ガスタービン８と、圧縮機９と、排熱回収ボイラ（ＨＲＳＧ）１０と、蒸気タービン１１と、復水器１２と、発電機１３と、ガス浄化装置１４と、煙突１５と、ＣＯ２循環ブロワ１６と、空気分離装置１７と、チャービン１８と、チャー供給ホッパ１９と、加圧燃焼炉２０と、循環ブロワ２１と、フィルタ２２などを備える。 Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
First, a combined coal gasification combined cycle system 1 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The combined coal gasification combined power generation system 1 includes a bin 2, a supply hopper 3, a coal gasification furnace 4, a cyclone 5, a gas purification device 6, a combustor 7, a gas turbine 8, a compressor 9, An exhaust heat recovery boiler (HRSG) 10, a steam turbine 11, a condenser 12, a generator 13, a gas purification device 14, a chimney 15, a CO 2 circulation blower 16, an air separation device 17, and a charbin 18, a char supply hopper 19, a pressurized combustion furnace 20, a circulation blower 21, a filter 22, and the like.

本実施形態に係る石炭ガス化複合発電システム１は、石炭ガス化炉４で可燃性ガス（水素（Ｈ２）や一酸化炭素（ＣＯ））を生成し、ガスタービン８を駆動する燃焼器７へ、生成された可燃性ガスを供給する。石炭ガス化炉４は、固体炭素質燃料として例えば石炭を用い、酸化剤として空気分離装置１７で生成された酸素を用いる。また、本実施形態に係る石炭ガス化複合発電システム１は、酸素とＣＯ２で微粉炭をガス化するＣＯ２回収型である。以下では、固体炭素質燃料として石炭を用いる場合について説明するが、固体炭素質燃料は、石炭以外に、バイオマスなどでもよい。 The combined coal gasification combined power generation system 1 according to the present embodiment generates a combustible gas (hydrogen (H 2 ) or carbon monoxide (CO)) in a coal gasification furnace 4 and drives a gas turbine 8. The generated combustible gas is supplied to The coal gasification furnace 4 uses, for example, coal as the solid carbonaceous fuel, and uses oxygen generated by the air separation device 17 as the oxidant. Further, the coal gasification combined power generation system 1 according to the present embodiment is a CO 2 recovery type gasifying pulverized coal with oxygen and CO 2. Below, although the case where coal is used as a solid carbonaceous fuel is demonstrated, biomass etc. may be sufficient as a solid carbonaceous fuel other than coal.

排熱回収ボイラ１０から排出された排ガスに含まれるＣＯ２は、ＣＯ２循環ブロワ１６で圧送されて、供給ホッパ３から供給される微粉炭の搬送用ガスとして用いられたり、石炭ガス化炉４の出口から排出される可燃性ガスの冷却用ガス（クエンチガス）として用いられる。 The CO 2 contained in the exhaust gas discharged from the exhaust heat recovery boiler 10 is pumped by the CO 2 circulation blower 16 and used as a conveying gas for pulverized coal supplied from the supply hopper 3, or the coal gasification furnace 4. It is used as a cooling gas (quenching gas) for the combustible gas discharged from the outlet.

微粉炭は、微粉炭機（図示せず。）で乾燥用ガスによって供給された石炭を加熱し、石炭中の水分を除去しながら細かい粒子状に粉砕して製造されたものである。こうして製造された微粉炭は、ビン２に一時的に貯留され、ビン２に貯留された微粉炭は、重力により落下して供給ホッパ３に回収される。   The pulverized coal is produced by heating coal supplied with a drying gas by a pulverized coal machine (not shown) and pulverizing it into fine particles while removing moisture in the coal. The pulverized coal thus manufactured is temporarily stored in the bin 2, and the pulverized coal stored in the bin 2 is dropped by gravity and collected in the supply hopper 3.

供給ホッパ３内に回収された微粉炭は、排熱回収ボイラ１０から排出されたＣＯ２や、加圧燃焼炉２０によって生成されたＣＯ２によって、石炭ガス化炉４内へ搬送される。排熱回収ボイラ１０から排出されたＣＯ２や、加圧燃焼炉２０によって生成されたＣＯ２は、チャーの搬送ガスとしても使用される。ここでいうチャーとは、石炭ガス化炉４中において、微粉炭から揮発分や水分が除去された未燃粒子で主に灰分と固定炭素から成る。 The pulverized coal recovered in the supply hopper 3 is transported into the coal gasification furnace 4 by CO 2 discharged from the exhaust heat recovery boiler 10 or CO 2 generated by the pressurized combustion furnace 20. CO 2 and discharged from the exhaust heat recovery boiler 10, CO 2 generated by the pressurized combustion furnace 20 is also used as a carrier gas of the char. The char here is unburned particles in which volatile matter and moisture are removed from pulverized coal in the coal gasification furnace 4, and mainly composed of ash and fixed carbon.

空気分離装置１７は、大気から空気を導入して窒素及び酸素のガスに分離する装置であり、例えば、ＡＳＵ（Air Separation Unit：深冷空気分離装置）である。また、空気分離装置１７は、ＰＳＡ（圧力変動吸着）方式でもよい。空気分離装置１７で生成された酸素は、圧縮機（図示せず。）によって昇圧されて石炭ガス化炉４又は加圧燃焼炉２０へ供給される。   The air separation device 17 is a device that introduces air from the atmosphere and separates it into nitrogen and oxygen gas, and is, for example, an ASU (Air Separation Unit). The air separation device 17 may be a PSA (pressure fluctuation adsorption) system. The oxygen generated in the air separation device 17 is pressurized by a compressor (not shown) and supplied to the coal gasification furnace 4 or the pressurized combustion furnace 20.

石炭ガス化炉４では、供給ホッパ３からの微粉炭と、空気分離装置１７からの酸素によって、微粉炭がガス化処理されて、可燃性ガス（Ｈ２，ＣＯ）を含む生成ガスが生成される。生成ガスには、Ｈ２，ＣＯのほかに、ＣＯ２、水蒸気（Ｈ２Ｏ）が含まれる。 In the coal gasification furnace 4, the pulverized coal is gasified by the pulverized coal from the supply hopper 3 and the oxygen from the air separation device 17, and a product gas containing combustible gas (H 2 , CO) is generated. The The generated gas contains CO 2 and water vapor (H 2 O) in addition to H 2 and CO.

また、石炭ガス化炉４は、約3MPaに維持されており、石炭ガス化炉４は、外側の圧力容器と内側のガス化炉部の二重構造になっている。内側のガス化炉部内部は、約1000℃から約2000℃に保たれている。   The coal gasification furnace 4 is maintained at about 3 MPa, and the coal gasification furnace 4 has a double structure of an outer pressure vessel and an inner gasification furnace section. The inside of the gasification furnace inside is kept at about 1000 ° C. to about 2000 ° C.

石炭ガス化炉４で生成された生成ガスは、冷却された後に、サイクロン５へ供給される。サイクロン５では、石炭ガス化炉４において生成ガスと共に生成されたチャーが分離される。サイクロン５において分離されたチャーは、チャービン１８で回収され、チャービン１８に回収されたチャーはチャー供給ホッパ１９に供給される。チャー供給ホッパ１９は、サイクロンで生成ガスから分離されたチャーを貯留する。   The product gas generated in the coal gasification furnace 4 is cooled and then supplied to the cyclone 5. In the cyclone 5, the char generated together with the generated gas in the coal gasifier 4 is separated. The char separated in the cyclone 5 is collected by the char bin 18, and the char collected in the char bin 18 is supplied to the char supply hopper 19. The char supply hopper 19 stores the char separated from the product gas by the cyclone.

チャーは、チャー供給路Ｌ１を介して、チャー供給ホッパ１９から石炭ガス化炉４へ搬送される。チャー供給路Ｌ１には、搬送ガスとして、排熱回収ボイラ１０から排出されたＣＯ２や、加圧燃焼炉２０によって生成されたＣＯ２が供給される。
サイクロン５で分離された生成ガスは、ガス精製装置６へ供給される。 Char via the char supply path L 1, is conveyed from the char supply hopper 19 to the gasifier 4. The char feed path L 1, as a carrier gas, CO 2 and discharged from the exhaust heat recovery boiler 10, the CO 2 generated by the pressurized combustion furnace 20 is supplied.
The product gas separated by the cyclone 5 is supplied to the gas purification device 6.

ガス精製装置６は、例えば、脱硫装置などから構成され、生成ガスから硫黄又は硫黄化合物や二酸化炭素等を除去する。   The gas purification device 6 is composed of, for example, a desulfurization device or the like, and removes sulfur or sulfur compounds, carbon dioxide and the like from the product gas.

ガス精製装置６において精製された可燃性ガスは、燃焼器７の燃料ガスとして使用される。この燃料ガスを燃焼器７に供給して燃焼させることによって、高温高圧の燃焼排ガスが生成される。可燃性ガスは、圧力調整弁及び燃料流量調整弁によって、圧力及び流量が調整されて、燃焼器７へ供給される。燃焼器７には、圧縮機９から酸素及びＣＯ２が供給される。 The combustible gas purified in the gas purification device 6 is used as a fuel gas for the combustor 7. By supplying this fuel gas to the combustor 7 and burning it, high-temperature and high-pressure combustion exhaust gas is generated. The combustible gas is supplied to the combustor 7 with the pressure and flow rate adjusted by the pressure adjustment valve and the fuel flow rate adjustment valve. The combustor 7 is supplied with oxygen and CO 2 from the compressor 9.

燃焼器７で生成された燃焼排ガスは、ガスタービン８を駆動した後、高温の排ガスとして排出される。こうして駆動されたガスタービン８は、回転する主軸が発電機１３と連結されているので、発電機１３を駆動して発電を行うことができる。   The combustion exhaust gas generated by the combustor 7 is discharged as high-temperature exhaust gas after driving the gas turbine 8. The gas turbine 8 driven in this way can generate electric power by driving the generator 13 because the rotating main shaft is connected to the generator 13.

ガスタービン８から排出された高温の排ガスは、排熱回収ボイラ１０に供給されて蒸気を生成する熱源として使用される。排熱回収ボイラ１０から排出される排ガスは、ガス浄化装置１４において、排ガス中のＮＯｘ及びＳＯｘを除去する必要な処理が施された後に煙突１５から大気へ排気される。また、排熱回収ボイラ１０には、凝縮器３６が設置され、凝縮器３６には、復水器１２からの凝縮水が冷却媒体（給水加熱用）として送られる。排熱回収ボイラ１０において、凝縮器３６よりも上流側で熱回収された排ガスは、凝縮器３６で凝縮されて水（Ｈ２Ｏ）と非凝縮ガス（ＣＯ２）に分離される。分離されたＣＯ２は、第１ＣＯ２供給路Ｌ２を介して、供給ホッパ３、石炭ガス化炉４、チャー供給路Ｌ１、及び、圧縮機９へ供給される。 The hot exhaust gas discharged from the gas turbine 8 is supplied to the exhaust heat recovery boiler 10 and used as a heat source for generating steam. The exhaust gas discharged from the exhaust heat recovery boiler 10 is exhausted from the chimney 15 to the atmosphere after the gas purification device 14 performs a necessary process for removing NOx and SOx in the exhaust gas. Further, the exhaust heat recovery boiler 10 is provided with a condenser 36, and the condensed water from the condenser 12 is sent to the condenser 36 as a cooling medium (for feed water heating). In the exhaust heat recovery boiler 10, the exhaust gas heat recovered upstream of the condenser 36 is condensed by the condenser 36 and separated into water (H 2 O) and non-condensable gas (CO 2 ). The separated CO 2 through the first 1 CO 2 supply path L 2, the feeding hoppers 3, the coal gasification furnace 4, char feeding passage L 1, and is supplied to the compressor 9.

排熱回収ボイラ１０で生成された蒸気は、蒸気タービン１１に供給される。蒸気タービン１１は、ガスタービン８と連結され、発電機１３を駆動して発電を行う。蒸気タービン１１から排出された水蒸気は、復水器１２で凝縮されて、排熱回収ボイラ１０へ戻される。   The steam generated in the exhaust heat recovery boiler 10 is supplied to the steam turbine 11. The steam turbine 11 is connected to the gas turbine 8 and drives the generator 13 to generate power. The steam discharged from the steam turbine 11 is condensed by the condenser 12 and returned to the exhaust heat recovery boiler 10.

加圧燃焼炉２０は、補助燃料を、空気分離装置１７から供給される酸素を用いて燃焼して、ＣＯ２を含む燃焼排ガスを生成する。加圧燃焼炉２０で生成された燃焼排ガスは、第２ＣＯ２供給路Ｌ３を介して、供給ホッパ３、石炭ガス化炉４、チャー供給路Ｌ１、及び、圧縮機９へ供給される。 The pressurized combustion furnace 20 burns auxiliary fuel using oxygen supplied from the air separation device 17 to generate combustion exhaust gas containing CO 2 . The combustion exhaust gas generated in the pressurized combustion furnace 20 is supplied to the supply hopper 3, the coal gasification furnace 4, the char supply path L 1 , and the compressor 9 through the second CO 2 supply path L 3 .

補助燃料は、例えば、ガスタービン８や石炭ガス化炉４の起動用燃料として使用されている灯油や天然ガス（メタン）、ＬＰＧのほかに、微粉炭やチャーなどの固体燃料を用いてもよい。なお、補助燃料が固体燃料の場合、加圧燃焼炉２０と圧縮機９を結ぶ燃焼排ガス供給路において、フィルタ２２が設置される。これにより、フィルタ２２によって、加圧燃焼炉２０の燃焼排ガスに含まれる微粒子が除去されて、圧縮機９等の回転機械の損傷を防止できる。   For example, in addition to kerosene, natural gas (methane), and LPG used as starting fuel for the gas turbine 8 and the coal gasification furnace 4, solid fuel such as pulverized coal or char may be used as the auxiliary fuel. . When the auxiliary fuel is a solid fuel, a filter 22 is installed in the combustion exhaust gas supply path that connects the pressurized combustion furnace 20 and the compressor 9. Thereby, the particulate matter contained in the combustion exhaust gas of the pressurized combustion furnace 20 is removed by the filter 22, and damage to the rotary machine such as the compressor 9 can be prevented.

加圧燃焼炉２０は、例えば、内筒３１と、内筒３１の外側に設けられる外筒３２を有する二重管構造であり、外筒３２によって圧力が保持される。加圧燃焼炉２０は、二重管構造であることから、メンテナンス性の向上を図ることができる。また、内筒３１と外筒３２の間で断熱構造が設けられ、断熱構造によって、内筒３１の過剰な昇温を防止する。また、加圧燃焼炉２０の内筒３１内における燃焼温度の上昇を抑制できることから、燃焼時に発生するＮＯｘを低減でき、加圧燃焼炉２０からの燃焼排ガス中に含まれるＮＯｘを減らすことができる。断熱構造は、図２に示す壁面空冷方式、図３に示す壁面水冷方式、図４に示す耐火壁構造などがある。   The pressure combustion furnace 20 has, for example, a double tube structure having an inner cylinder 31 and an outer cylinder 32 provided outside the inner cylinder 31, and pressure is held by the outer cylinder 32. Since the pressurized combustion furnace 20 has a double-pipe structure, it is possible to improve maintainability. Moreover, a heat insulating structure is provided between the inner cylinder 31 and the outer cylinder 32, and the excessive temperature rise of the inner cylinder 31 is prevented by the heat insulating structure. Further, since the increase in the combustion temperature in the inner cylinder 31 of the pressurized combustion furnace 20 can be suppressed, NOx generated during combustion can be reduced, and NOx contained in the combustion exhaust gas from the pressurized combustion furnace 20 can be reduced. . The heat insulation structure includes a wall surface air cooling system shown in FIG. 2, a wall surface water cooling system shown in FIG. 3, a fire wall structure shown in FIG.

図２に示す壁面空冷方式の場合、内筒３１において複数の貫通孔が形成される。そして、内筒３１と外筒３２の間に冷却媒体（例えば酸素及びＣＯ２、又は、ＣＯ２のみ）が供給されて、冷却媒体が内筒３１と外筒３２の間を通気しながら、貫通孔を介して内筒３１内に吹き込まれる。これにより、常時、冷却媒体が内筒３１の貫通孔を通過していることで、内筒３１が冷却される。 In the case of the wall surface air cooling system shown in FIG. 2, a plurality of through holes are formed in the inner cylinder 31. Then, a cooling medium (for example, oxygen and CO 2 or only CO 2 ) is supplied between the inner cylinder 31 and the outer cylinder 32, and the cooling medium passes through while passing between the inner cylinder 31 and the outer cylinder 32. It is blown into the inner cylinder 31 through the hole. Thereby, the inner cylinder 31 is cooled because the cooling medium always passes through the through hole of the inner cylinder 31.

図３に示す壁面水冷方式の場合、内筒３１と外筒３２の間に冷却水が供給されて、冷却水が内筒３１と外筒３２の間を一方向から他方向へ流れていく。これにより、常時、冷却水が内筒３１と外筒３２の間を通過していることで、内筒３１が冷却される。   In the case of the wall surface water cooling system shown in FIG. 3, cooling water is supplied between the inner cylinder 31 and the outer cylinder 32, and the cooling water flows between the inner cylinder 31 and the outer cylinder 32 from one direction to the other direction. Thereby, the inner cylinder 31 is cooled because the cooling water always passes between the inner cylinder 31 and the outer cylinder 32.

また、加圧燃焼炉２０は、二重管構造でなくてもよく、図４に示す耐火壁構造の場合、壁部３５の内壁面の全面に耐火材３４が施される。耐火材３４は、例えばセラミックファイバーを用いたブロック材などである。これにより、耐火材３４によって壁部３５が断熱され、壁部３５が加熱されることを防止できる。   Further, the pressurized combustion furnace 20 does not have to have a double-pipe structure. In the case of the refractory wall structure shown in FIG. 4, the refractory material 34 is applied to the entire inner wall surface of the wall portion 35. The refractory material 34 is, for example, a block material using ceramic fibers. Thereby, the wall part 35 is thermally insulated by the refractory material 34, and it can prevent that the wall part 35 is heated.

加圧燃焼炉２０は、バーナ３３を備え、バーナ３３に対して、補助燃料が燃料系統を介して供給され、酸素とＣＯ２が酸化剤系統を介して供給される。加圧燃焼炉２０の出口側と入口側は、循環ブロワ２１が設けられた循環路Ｌ４によって接続されており、加圧燃焼炉２０から排出された燃焼排ガスは、加圧燃焼炉２０に戻される。例えば、供給ホッパ３等に供給されるＣＯ２量が調整されて、余剰の燃焼排ガスが循環路Ｌ４を介して加圧燃焼炉２０へ供給される。 The pressurized combustion furnace 20 includes a burner 33, auxiliary fuel is supplied to the burner 33 via a fuel system, and oxygen and CO 2 are supplied via an oxidant system. The outlet side and the inlet side of the pressurized combustion furnace 20 are connected by a circulation path L 4 provided with a circulation blower 21, and the combustion exhaust gas discharged from the pressurized combustion furnace 20 is returned to the pressurized combustion furnace 20. It is. For example, the amount of CO 2 supplied to the supply hopper 3 or the like is adjusted, and surplus combustion exhaust gas is supplied to the pressurized combustion furnace 20 via the circulation path L 4 .

加圧燃焼炉２０のバーナ３３には、送風機（図示せず）が設置され、加圧燃焼炉２０の内部は高圧に維持され、加圧された燃焼排ガスが供給ホッパ３等へ供給される。   A blower (not shown) is installed in the burner 33 of the pressurized combustion furnace 20, the interior of the pressurized combustion furnace 20 is maintained at a high pressure, and pressurized combustion exhaust gas is supplied to the supply hopper 3 and the like.

加圧燃焼炉２０から供給ホッパ３まで、加圧燃焼炉２０から石炭ガス化炉４まで、及び、加圧燃焼炉２０から圧縮機９までの第２ＣＯ２供給路Ｌ３には、必要に応じて、蒸気トレース管が、第２ＣＯ２供給路Ｌ３に沿って設置される。蒸気トレース管には、蒸気が流通しており、第２ＣＯ２供給路Ｌ３を加温する。このとき、第２ＣＯ２供給路Ｌ３を流れる燃焼排ガスの温度が、露点以上（例えば２００℃以上）に維持されるようにする。これにより、補助燃料の種類に応じて燃焼排ガス中の水蒸気濃度が高い場合において、第２ＣＯ２供給路Ｌ３で水蒸気が凝縮することを防止できる。 The second CO 2 supply path L 3 from the pressurized combustion furnace 20 to the supply hopper 3, from the pressurized combustion furnace 20 to the coal gasification furnace 4, and from the pressurized combustion furnace 20 to the compressor 9 is provided as necessary. Te, steam tracing pipe is placed along the first 2CO 2 supply path L 3. Steam flows through the steam trace pipe and heats the second CO 2 supply path L 3 . At this time, the temperature of the combustion exhaust gas flowing through the first 2CO 2 supply path L 3 is, to be maintained at or above the dew point (e.g., 200 ° C. or higher). Thus, in the case of a high water vapor concentration in the combustion exhaust gas according to the type of auxiliary fuel, it can be prevented water vapor at the 2CO 2 supply path L 3 is condensed.

なお、石炭ガス化炉４から、燃焼器７を通過せずに加圧燃焼炉２０までを結ぶバイパス路Ｌ５を設けてもよい。これにより、石炭ガス化炉４の起動初期において生成される低カロリーの生成ガスを加圧燃焼炉２０で焼却することができる。 Incidentally, the coal gasification furnace 4 may be provided with a bypass passage L 5 connecting to pressurized combustion furnace 20 without passing through the combustor 7. Thereby, the low-calorie generated gas generated at the initial start of the coal gasification furnace 4 can be incinerated in the pressurized combustion furnace 20.

次に、本実施形態に係る石炭ガス化複合発電システム１の運転方法について説明する。
石炭ガス化炉４において生成ガスが生成され、生成ガスは、サイクロン５、ガス精製装置６を経て、燃焼器７で燃焼される。燃焼器７で発生する燃焼排ガスには、ＣＯ２が含まれる。その後、燃焼排ガスは、ガスタービン８を駆動して、排熱回収ボイラ１０へ供給される。そして、燃焼排ガス中のＣＯ２が凝縮器３６で分離されて、ＣＯ２が微粉炭やチャーの搬送ガスとして使用される。 Next, an operation method of the coal gasification combined power generation system 1 according to the present embodiment will be described.
Product gas is generated in the coal gasification furnace 4, and the product gas is combusted in the combustor 7 through the cyclone 5 and the gas purification device 6. The combustion exhaust gas generated in the combustor 7 contains CO 2 . Thereafter, the combustion exhaust gas drives the gas turbine 8 and is supplied to the exhaust heat recovery boiler 10. Then, the CO 2 in the combustion exhaust gas is separated in the condenser 36, CO 2 is used as the carrier gas of the pulverized coal and char.

具体的には、凝縮器３６で分離されたＣＯ２は、第１ＣＯ２供給路Ｌ２を介して、排熱回収ボイラ１０の下流側に設けられた凝縮器３６から供給ホッパ３へ供給されて、微粉炭が、ＣＯ２によって、供給ホッパ３から石炭ガス化炉４へ搬送される。 Specifically, CO 2 separated by the condenser 36, through the first 1 CO 2 supply path L 2, it is supplied to the supply hopper 3 from the condenser 36 provided downstream of the exhaust heat recovery boiler 10 The pulverized coal is conveyed from the supply hopper 3 to the coal gasifier 4 by CO 2 .

石炭ガス化炉４で所定以上のカロリーを有し、かつ、所定量以上の生成ガスが生成されている場合において、ガスタービン８が定格運転しているときは、上述したとおり、搬送ガスとして、燃焼器７で発生する燃焼排ガスに含まれるＣＯ２を使用する。 In the case where the coal gasification furnace 4 has a predetermined calorie or more and a generated gas of a predetermined amount or more is generated, when the gas turbine 8 is in rated operation, as described above, as the carrier gas, CO 2 contained in the combustion exhaust gas generated in the combustor 7 is used.

一方、プラント起動直後など、石炭ガス化炉４で生成される生成ガス量が少なく、凝縮器３６から供給ホッパ３へ供給されるＣＯ２量が少ない場合、加圧燃焼炉２０で補助燃料が燃焼されてＣＯ２が生成される。加圧燃焼炉２０で生成されたＣＯ２は、第２ＣＯ２供給路Ｌ３を介して、加圧燃焼炉２０から供給ホッパ３へ供給されて、微粉炭が、ＣＯ２によって、供給ホッパ３から石炭ガス化炉４へ搬送される。 On the other hand, when the amount of generated gas generated in the coal gasification furnace 4 is small and the amount of CO 2 supplied from the condenser 36 to the supply hopper 3 is small, such as immediately after the start of the plant, auxiliary fuel is burned in the pressurized combustion furnace 20. As a result, CO 2 is generated. The CO 2 generated in the pressurized combustion furnace 20 is supplied from the pressurized combustion furnace 20 to the supply hopper 3 via the second CO 2 supply path L 3, and pulverized coal is supplied from the supply hopper 3 by CO 2 . It is conveyed to the coal gasification furnace 4.

同様に、チャーの搬送に関しても、プラント起動直後など、石炭ガス化炉４で生成される生成ガス量が少なく、凝縮器３６から第１ＣＯ２供給路Ｌ２へ供給されるＣＯ２量が少ない場合、加圧燃焼炉２０で生成されたＣＯ２が、第２ＣＯ２供給路Ｌ３を介して、加圧燃焼炉２０からチャー供給路Ｌ１へ供給されて、チャーが、ＣＯ２によって、チャー供給路Ｌ１から石炭ガス化炉４へ搬送される。 Similarly, when the char is transferred, the amount of generated gas generated in the coal gasification furnace 4 is small, such as immediately after the start of the plant, and the amount of CO 2 supplied from the condenser 36 to the first CO 2 supply path L 2 is small. CO 2 generated in the pressurized combustion furnace 20 is supplied from the pressurized combustion furnace 20 to the char supply path L 1 via the second CO 2 supply path L 3 , and char is supplied by the CO 2 as char. It is conveyed from the road L 1 to the coal gasifier 4.

これにより、プラント起動直後など、第１ＣＯ２供給路Ｌ２を介して供給されるＣＯ２量が少ないときであっても、ＣＯ２によって、微粉炭又はチャーを供給ホッパ３又はチャー供給路Ｌ１から石炭ガス化炉４へ搬送できる。 Thereby, even when the amount of CO 2 supplied through the first CO 2 supply path L 2 is small, such as immediately after the start of the plant, the pulverized coal or char is supplied by the CO 2 to the supply hopper 3 or the char supply path L 1. To the coal gasification furnace 4.

また、上述したように、本実施形態に係る石炭ガス化複合発電システム１では、石炭ガス化炉４の後流側でＣＯ２を分離、回収して、圧縮機９を介してＣＯ２を燃焼器７に送りつつ、空気分離装置１７からの酸素と、石炭ガス化炉４からの可燃性ガスに基づいて、燃焼器７で燃焼排ガスを生成する。したがって、定格運転しているとき、圧縮機９が圧縮するガスは、窒素や空気を含まず、酸素とＣＯ２が主とした成分となる。 Further, as described above, in the coal gasification combined power generation system 1 according to the present embodiment, CO 2 is separated and recovered on the downstream side of the coal gasification furnace 4, and the CO 2 is burned through the compressor 9. Combustion exhaust gas is generated in the combustor 7 based on oxygen from the air separation device 17 and combustible gas from the coal gasification furnace 4 while being sent to the combustor 7. Therefore, during rated operation, the gas compressed by the compressor 9 does not contain nitrogen or air, but is mainly composed of oxygen and CO 2 .

そして、微粉炭やチャーの搬送と同様に、本実施形態では、プラント起動直後など、石炭ガス化炉４で生成される生成ガス量が少なく、凝縮器３６から第１ＣＯ２供給路Ｌ２へ供給されるＣＯ２量が少ない場合、加圧燃焼炉２０で生成されたＣＯ２が、第２ＣＯ２供給路Ｌ３を介して、圧縮機９へ供給される。 And like conveyance of pulverized coal and char, in this embodiment, the amount of generated gas generated in the coal gasification furnace 4 is small, such as immediately after the start of the plant, and is supplied from the condenser 36 to the first CO 2 supply path L 2 . When the amount of CO 2 to be produced is small, CO 2 generated in the pressurized combustion furnace 20 is supplied to the compressor 9 via the second CO 2 supply path L 3 .

これにより、プラント起動直後など、第１ＣＯ２供給路Ｌ２を介して供給されるＣＯ２量が少ないときであっても、窒素や空気を含まず、酸素とＣＯ２が主とした成分となるガスが、圧縮機９へ供給される。したがって、本実施形態に係る石炭ガス化複合発電システム１では、圧縮機９として、圧縮するガスに空気や窒素が含有される場合は考慮しなくてよくなり、ＣＯ２に適した圧縮機を選定できる。すなわち、ＣＯ２の分圧が非常に高く、通常の空気に比べて比重が大きいことから、圧縮機９をコンパクト化することができる。 Thereby, even when the amount of CO 2 supplied through the first CO 2 supply path L 2 is small, such as immediately after the start of the plant, nitrogen and air are not included, and oxygen and CO 2 are the main components. Gas is supplied to the compressor 9. Therefore, in the coal gasification combined power generation system 1 according to the present embodiment, it is not necessary to consider the case where air or nitrogen is contained in the gas to be compressed as the compressor 9, and a compressor suitable for CO 2 is selected. it can. That is, since the partial pressure of CO 2 is very high and the specific gravity is larger than that of normal air, the compressor 9 can be made compact.

また、従来、プラント起動直後など、石炭ガス化炉４で生成される生成ガス量が少なく、ＣＯ２量も少ない場合、これらの排ガスの適用先がないため、煙突１５を介して大気へ排気していた。一方、本実施形態によれば、プラント起動直後などのＣＯ２量が少ない排ガスを、加圧燃焼炉２０で生成される燃焼排ガスと共に、搬送ガス等に用いることができるため、煙突１５を介して大気へ排気する必要がない。したがって、本実施形態では、煙突１５の設置を不要とすることもできる。 Conventionally, when the amount of produced gas generated in the coal gasification furnace 4 is small and the amount of CO 2 is small, such as immediately after the start of the plant, there is no application destination of these exhaust gases, so the exhaust gas is exhausted through the chimney 15 to the atmosphere. It was. On the other hand, according to the present embodiment, since the exhaust gas with a small amount of CO 2 immediately after the start of the plant can be used for the carrier gas and the like together with the combustion exhaust gas generated in the pressurized combustion furnace 20, the exhaust gas is passed through the chimney 15. There is no need to vent to the atmosphere. Therefore, in this embodiment, installation of the chimney 15 can be made unnecessary.

さらに、起動時から定格運転時まで一貫して、酸素とＣＯ２で微粉炭をガス化するＣＯ２回収型を適用した石炭ガス化複合発電システムとすることができるため、従来の空気吹き方式や酸素吹き（酸素と窒素）方式のガス化に比べて、ガス化システム全体をコンパクト化することができる。 Furthermore, since it is possible to provide a coal gasification combined power generation system that applies a CO 2 recovery type that gasifies pulverized coal with oxygen and CO 2 from the start to the rated operation, the conventional air blowing method and Compared to oxygen-blown (oxygen and nitrogen) gasification, the entire gasification system can be made compact.

またさらに、微粉炭等の燃料の搬送ガスとしてＣＯ２を用いる際、不足するＣＯ２量を補うため、別途、液体ＣＯ２と気化器を組み合わせた設備や、高圧のＣＯ２バッファタンクなどのＣＯ２供給設備を設置する必要もなく、プラントの起動直後などにおいて、石炭ガス化炉４までの燃料の搬送ガスとしてＣＯ２を用いることができる。 Furthermore, when CO 2 is used as a carrier gas for fuel such as pulverized coal, in order to compensate for the insufficient amount of CO 2 , a separate CO 2 facility such as a combination of liquid CO 2 and a vaporizer or a high-pressure CO 2 buffer tank is used. 2 It is not necessary to install a supply facility, and CO 2 can be used as a carrier gas for fuel to the coal gasification furnace 4 immediately after startup of the plant.

上述した本実施形態では、ガス化システムを石炭ガス化複合発電システムに適用する場合について説明したが、本発明はこの例に限定されない。例えば、本発明は、化学製品の原料用ガスを製造するためのガス化炉を備えるガス化炉システムにも適用できる。化学用途のガス化システムでは、生成されるガスを、目的とする製品（合成物）に合わせた生成ガス組成（ＣＯ／Ｈ２比）にする必要がある。このため、ガス化炉の下流側に、ＣＯ／Ｈ２比を調整するためのシフト反応器が設けられ、シフト反応器は、生成ガスのＣＯを水蒸気で改質してＣＯ２とＨ２に変換する。また、ＣＯ２分離回収装置も設けられる。そして、上述した実施形態と同様に、プラントの起動直後などにおいて、加圧燃焼炉で生成されたＣＯ２を、石炭ガス化炉までの燃料の搬送ガスとすることができる。 Although this embodiment mentioned above demonstrated the case where a gasification system was applied to a coal gasification combined cycle system, the present invention is not limited to this example. For example, the present invention can be applied to a gasification furnace system including a gasification furnace for producing a raw material gas for a chemical product. In a gasification system for chemical use, the generated gas needs to have a generated gas composition (CO / H 2 ratio) that matches the target product (synthetic product). For this reason, a shift reactor for adjusting the CO / H 2 ratio is provided on the downstream side of the gasification furnace, and the shift reactor reforms the CO of the product gas with steam to CO 2 and H 2 . Convert. A CO 2 separation and recovery device is also provided. As in the above-described embodiment, the CO 2 generated in the pressurized combustion furnace immediately after the start of the plant can be used as the carrier gas for the fuel to the coal gasification furnace.

１ ：石炭ガス化複合発電システム
２ ：ビン
３ ：供給ホッパ
４ ：石炭ガス化炉
５ ：サイクロン
６ ：ガス精製装置
７ ：燃焼器
８ ：ガスタービン
９ ：圧縮機
１０ ：排熱回収ボイラ
１１ ：蒸気タービン
１２ ：復水器
１３ ：発電機
１４ ：ガス浄化装置
１５ ：煙突
１６ ：ＣＯ２循環ブロワ
１７ ：空気分離装置
１８ ：チャービン
１９ ：チャー供給ホッパ
２０ ：加圧燃焼炉
２１ ：循環ブロワ
２２ ：フィルタ
３１ ：内筒
３２ ：外筒
３３ ：バーナ
３４ ：耐火材
３５ ：壁部
３６ ：凝縮器
Ｌ１ ：チャー供給路 1: Coal gasification combined power generation system 2: Bin 3: Supply hopper 4: Coal gasification furnace 5: Cyclone 6: Gas refining device 7: Combustor 8: Gas turbine 9: Compressor 10: Waste heat recovery boiler 11: Steam turbine 12: condenser 13: generator 14: gas purification device 15: chimney 16: CO 2 circulation blower 17: air separation apparatus 18: Chabin 19: char feeding hopper 20: pressurized combustion furnace 21: circulating blower 22: filter 31: inner cylinder 32: outer cylinder 33: burner 34: refractory material 35: wall 36: condenser L 1: char feeding passage

Claims (7)

固体炭素質燃料をガス化処理して、可燃性ガスを生成するガス化部と、
前記固体炭素質燃料を前記ガス化部へ供給する燃料供給部と、
前記ガス化部で生成された前記可燃性ガスに基づいてＣＯ２を生成するＣＯ２生成部と、
前記ＣＯ２生成部で生成されたＣＯ２を回収するＣＯ２回収部と、
燃料を燃焼して、ＣＯ２を生成する燃焼部と、
前記ＣＯ２回収部で回収されたＣＯ２を前記燃料供給部へ供給する第１ＣＯ２供給路と、
前記燃焼部で生成されたＣＯ２を前記燃料供給部へ供給する第２ＣＯ２供給路と、
を備え、
前記第１ＣＯ２供給路を介して供給されるＣＯ２量が少ないとき、前記燃焼部で生成されたＣＯ２を、前記第２ＣＯ２供給路を介して、前記燃料供給部へ供給するガス化システム。 A gasification unit that gasifies solid carbonaceous fuel to generate combustible gas;
A fuel supply unit for supplying the solid carbonaceous fuel to the gasification unit;
A CO 2 generator that generates CO 2 based on the combustible gas generated in the gasifier;
A CO 2 recovery unit that recovers CO 2 generated by the CO 2 generation unit;
A combustion section that burns fuel to produce CO 2 ;
And the 1 CO 2 supply path for supplying the CO 2 recovered by the CO 2 recovery unit to the fuel supply unit,
A second CO 2 supply path for supplying CO 2 generated in the combustion section to the fuel supply section;
With
When the amount of CO 2 supplied through the first CO 2 supply path is small, the gasification system supplies CO 2 generated in the combustion section to the fuel supply section through the second CO 2 supply path. . 前記ガス化部から排出された未燃粒子を回収する未燃粒子回収部と、
前記未燃粒子回収部で回収された前記未燃粒子を前記ガス化部へ供給する未燃粒子搬送路と、
を更に備え、
前記第１ＣＯ２供給路は、前記ＣＯ２回収部で回収されたＣＯ２を前記未燃粒子搬送路へ供給し、
前記第２ＣＯ２供給路は、前記燃焼部で生成されたＣＯ２を前記未燃粒子搬送路へ供給し、
前記第１ＣＯ２供給路を介して供給されるＣＯ２量が少ないとき、前記燃焼部で生成されたＣＯ２を、前記第２ＣＯ２供給路を介して、前記未燃粒子搬送路へ供給する請求項１に記載のガス化システム。 An unburned particle recovery unit for recovering unburned particles discharged from the gasification unit;
An unburned particle conveyance path for supplying the unburned particles collected by the unburned particle collecting unit to the gasification unit;
Further comprising
Wherein the 1 CO 2 supply passage supplies the CO 2 to the recovered in the CO 2 recovery unit to the non燃粒Ko conveying path,
The second CO 2 supply path supplies CO 2 generated in the combustion section to the unburned particle transport path,
When the amount of CO 2 supplied through the first CO 2 supply path is small, CO 2 generated in the combustion section is supplied to the unburned particle transport path through the second CO 2 supply path. Item 4. The gasification system according to Item 1. 前記ガス化部から供給された前記可燃性ガスを燃焼させる燃焼器と、前記燃焼器から供給される燃焼ガスによって駆動するガスタービンと、前記ガスタービンの駆動により回転駆動するガスタービン圧縮機とを更に備え、
前記第１ＣＯ２供給路は、前記ＣＯ２回収部で回収されたＣＯ２を前記ガスタービン圧縮機へ供給し、
前記第２ＣＯ２供給路は、前記燃焼部で生成されたＣＯ２を前記ガスタービン圧縮機へ供給し、
前記第１ＣＯ２供給路を介して供給されるＣＯ２量が少ないとき、前記燃焼部で生成されたＣＯ２を、前記第２ＣＯ２供給路を介して、前記ガスタービン圧縮機へ供給する請求項１又は２に記載のガス化システム。 A combustor that combusts the combustible gas supplied from the gasification unit, a gas turbine that is driven by the combustion gas supplied from the combustor, and a gas turbine compressor that is rotationally driven by driving the gas turbine. In addition,
Wherein the 1 CO 2 supply passage supplies the CO 2 to the recovered in the CO 2 recovery unit to the gas turbine compressor,
The second CO 2 supply path supplies CO 2 generated in the combustion section to the gas turbine compressor,
When the amount of CO 2 supplied through the first 1 CO 2 supply path is small, the CO 2 generated in the combustion section, through the first 2CO 2 supply path, claim to be supplied to the gas turbine compressor The gasification system according to 1 or 2. 前記燃焼部は、内筒と、前記内筒の外側に設けられる外筒とを有する請求項１から３のいずれか１項に記載のガス化システム。   The gasification system according to any one of claims 1 to 3, wherein the combustion unit includes an inner cylinder and an outer cylinder provided outside the inner cylinder. 前記内筒と前記外筒の間には、冷却媒体が流通する請求項４に記載のガス化システム。   The gasification system according to claim 4, wherein a cooling medium flows between the inner cylinder and the outer cylinder. 前記燃焼部は、壁部を有し、前記壁部の内壁面に耐火材が施されている請求項１から３のいずれか１項に記載のガス化システム。   The gasification system according to any one of claims 1 to 3, wherein the combustion section includes a wall section, and a refractory material is applied to an inner wall surface of the wall section. 固体炭素質燃料をガス化処理して、可燃性ガスを生成するガス化部と、
前記固体炭素質燃料を前記ガス化部へ供給する燃料供給部と、
前記ガス化部で生成された前記可燃性ガスに基づいてＣＯ２を生成するＣＯ２生成部と、
前記ＣＯ２生成部で生成されたＣＯ２を回収するＣＯ２回収部と、
燃料を燃焼して、ＣＯ２を生成する燃焼部と、
前記ＣＯ２回収部で回収されたＣＯ２を前記燃料供給部へ供給する第１ＣＯ２供給路と、
前記燃焼部で生成されたＣＯ２を前記燃料供給部へ供給する第２ＣＯ２供給路と、
を備えるガス化システムの運転方法であって、
前記第１ＣＯ２供給路を介して供給されるＣＯ２量が少ないとき、前記燃焼部で生成されたＣＯ２を、前記第２ＣＯ２供給路を介して、前記燃料供給部へ供給するステップを有するガス化システムの運転方法。
A gasification unit that gasifies solid carbonaceous fuel to generate combustible gas;
A fuel supply unit for supplying the solid carbonaceous fuel to the gasification unit;
A CO 2 generator that generates CO 2 based on the combustible gas generated in the gasifier;
A CO 2 recovery unit that recovers CO 2 generated by the CO 2 generation unit;
A combustion section that burns fuel to produce CO 2 ;
And the 1 CO 2 supply path for supplying the CO 2 recovered by the CO 2 recovery unit to the fuel supply unit,
A second CO 2 supply path for supplying CO 2 generated in the combustion section to the fuel supply section;
A gasification system operating method comprising:
When the amount of CO 2 supplied through the first CO 2 supply channel is small, the method includes a step of supplying CO 2 generated by the combustion unit to the fuel supply unit through the second CO 2 supply channel. How to operate the gasification system.
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