JP2018177955A - ガス化炉設備及び複合発電プラント - Google Patents

Abstract

【課題】生成されるガスの水素成分と一酸化炭素成分の比率を調整する。【解決手段】複合発電プラント１０（化学製品併産型の複合発電プラント１０）は、循環経路１６でのチャーの循環量、即ち、ボイラ１８に分離されるチャーの量を制御し、生成される石炭ガス化ガス（精製されたガス化燃料）の水素成分と一酸化炭素成分の比率を調整し、調整された比率に応じて、ガス化燃料を燃焼器２７と合成手段２０に振分け、化学製品併産型の複合発電プラント１０とする。【選択図】図３

Description

本発明は、炭素系原料をガス化反応させてガスを生成するガス化炉設備及びガス化炉設備が備えられた複合発電プラントに関する。

石炭ガス化複合発電設備（ＩＧＣＣ）においては、炭素系原料（石炭）をガス化反応させてガス（石炭ガス化ガス）を生成するガス化炉設備が開発されている。ガス化炉設備では、ガス化剤と共に炉本体に投入された石炭がガスに変換され、水素と一酸化炭素を主成分とする可燃性成分としたガスが生成される。生成されたガスの中には、揮発成分が放出された未燃炭素と灰分からなるチャーが含まれている。

一般的に、チャーは炉本体の後流側で回収されて炉本体に再投入されている。従来から、チャーを効率よく回収する技術として、高圧下でサイクロンによりチャーを分離して、炉本体に回収する技術が知られている（特許文献１）。特許文献１に記載された技術では、高圧下でサイクロンによりチャーを分離し、回収することができるので、少ない圧力損失で効率よくチャーを回収することができる。

ところで、従来から知られているガス化炉設備では、チャーが回収されて可燃性成分としたガスが生成されるため、生成されるガスの水素成分と一酸化炭素成分の比率は、炭素系原料である石炭の種類（水素含有量、炭素含有量、水分など）によってほぼ決まっている。このため、異なった種類の石炭をガス化した場合、ガスの水素成分と一酸化炭素成分の比率が異なる虞があった。また、同じ種類の石炭をガス化した場合、ガスの水素成分と一酸化炭素成分の比率の調整が行い難く、発電設備の燃料以外の適用が制約されてしまうのが現状であった。

特開２０１３−８２７９８号公報

本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、生成されるガスの水素成分と一酸化炭素成分の比率を調整することができるガス化炉設備を提供することを目的とする。

また、本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、生成されるガスの水素成分と一酸化炭素成分の比率を調整することができるガス化炉設備を備えた複合発電プラント（化学製品併産型の複合発電プラント）を提供することを目的とする。

上記目的を達成するための請求項１に係る本発明のガス化炉設備は、炭素系原料をガス化反応させてガスを生成する炉本体と、前記炉本体で得られた前記ガスに含まれるチャーを分離して前記炉本体に循環させる循環経路と、前記循環経路から所望の量の前記チャーを分離するチャー分離手段と、前記チャー分離手段で分離された前記チャーを処理することでエネルギーを得るチャー処理手段とを備えたことを特徴とする。

請求項１に係る本発明では、循環経路により、炉本体で得られたガスに含まれるチャーが分離されて炉本体に循環される。チャー分離手段により所望の量のチャーが分離され、分離されたチャーがチャー処理手段で処理されることで、炉本体に循環されるチャーの量が調整される。このため、生成されるガスの水素成分と一酸化炭素成分の比率を調整することが可能になる。

チャーの分離量を調整することで、生成されるガスの水素成分と一酸化炭素成分の比率を任意に調整することができ、所望の性状に調整された発電用の燃料ガスとして用いることができる。更に、発電用の燃料ガスとして用いると共に、化学品の製造用の燃料ガスなど、工業用品の製造用の燃料として用いることが可能になる。

因みに、特開２０１０−１００６９０号公報には、ガス化反応と同時進行する水素生成反応の促進のために、ガス化炉の中に水、もしくは、水蒸気を投入し、石炭ガス化炉の出口の水素濃度を高める技術が開示されている。特開２０１０−１００６９０号公報に開示された技術は、水性ガスシフト反応により、生成されるガスの水素成分の濃度を調整することができる技術であるが、化学用のガス化炉の技術であり、発電用の燃料を生成するためのガス化炉とは技術分野が異なる技術であり、チャーを回収して生成されるガスの水素成分と一酸化炭素成分の比率を調整する技術とは相違する技術である。

そして、請求項２に係る本発明のガス化炉設備は、請求項１に記載のガス化炉設備において、前記炉本体は、前記炭素系原料を燃焼させて処理ガスを得るコンバスタ部と、前記コンバスタ部で得られた前記処理ガスに前記炭素系原料が供給されることで前記ガスが生成されるリダクタ部とからなることを特徴とする。

請求項２に係る本発明では、コンバスタ部とリダクタ部とからなる加圧２室２段炉のガス化炉設備とすることができる。つまり、コンバスタ部とリダクタ部に対する炭素系原料の投入量を調整することで、運転条件を調整することができ、チャーの分離量の調整に加えて、炭素系原料の投入量の調整によっても、生成されるガスの組成を調整することができる。

また、請求項３に係る本発明のガス化炉設備は、請求項１もしくは請求項２に記載のガス化炉設備において、前記チャー分離手段は、前記チャーの分離量を制御する分離量制御手段を備え、前記分離量制御手段で前記チャーの分離量が制御されることで前記ガスの成分比（水素成分／一酸化炭素成分）が制御されることを特徴とする。

請求項３に係る本発明では、分離量制御手段によりチャーの分離量が制御され、ガスの成分比である水素成分と一酸化炭素成分の比率（水素成分／一酸化炭素成分）が制御される。

また、請求項４に係る本発明のガス化炉設備は、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のガス化炉設備において、前記炭素系原料は石炭であり、前記炉本体では、石炭とガス化剤をガス化反応させて石炭ガス化ガスを得ることを特徴とする。

請求項４に係る本発明では、生成される石炭ガス化ガスの水素成分と一酸化炭素成分の比率を調整することが可能になる。炭素系原料としては、石炭の他に、バイオマスや固体炭化物などを適用することができる。

また、請求項５に係る本発明のガス化炉設備は、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のガス化炉設備において、前記チャー処理手段は、前記チャーを燃焼することで蒸気を得るボイラであることを特徴とする。

請求項５に係る本発明では、チャー処理手段として、チャーを燃焼することで蒸気を得るボイラとしたので、ガスを発電の燃料とした際に、発電に影響を与えない状態で蒸気を得ることができる。例えば、蒸気タービンを備えた発電設備に適用した場合、蒸気タービンの出力を低下させることなく、即ち、発電効率を損なわない状態で、蒸気を得ることができる。

上記目的を達成するための請求項６に係る本発明の複合発電プラントは、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のガス化炉設備と、前記ガス化炉設備で生成されたガスを精製してガス化燃料とするガス精製手段と、前記ガス精製手段で得られた前記ガス化燃料、及び、圧縮流体が供給されて燃焼ガスを得る燃焼器と、前記燃焼器で得られた燃焼ガスを膨張することで駆動されて電力を得る膨張タービンと、前記膨張タービンで仕事を終えた排気ガスが熱回収されて蒸気が生成される排熱回収ボイラと、前記排熱回収ボイラで得られた蒸気により駆動されて電力を得る蒸気タービンと、前記蒸気タービンの排気蒸気が凝縮されて前記排熱回収ボイラに給水される復水供給手段とを備えたことを特徴とする。

請求項６に係る本発明では、生成されるガスの水素成分と一酸化炭素成分の比率を調整することができるガス化炉設備を備えた複合発電プラントとすることが可能になる。

そして、請求項７に係る本発明の複合発電プラントは、請求項６に記載の複合発電プラントにおいて、前記ガス精製手段から前記燃焼器に送られる前記ガス化燃料から所望量のガス化燃料を分離するガス化燃料分離手段と、前記ガス化燃料分離手段で分離された前記ガス化燃料により化学製品を合成する合成手段とを備えたことを特徴とする。

請求項７に係る本発明では、ガス化燃料分離手段により所望量のガス化燃料を分離し、分離したガス化燃料により、合成手段で化学製品が合成される。合成手段で合成される化学製品としては、例えば、メタンやメタノール、アンモニア、尿素などが合成される。合成手段を備えたことで、化学製品併産型の複合発電プラントとすることが可能になる。

また、請求項８に係る本発明の複合発電プラントは、請求項７に記載の複合発電プラントにおいて、前記ガス化燃料分離手段で分離される前記ガス化燃料の量を調整する振分け調整手段と、前記ガス化燃料を前記燃焼器、及び、前記合成手段に振分けるための振分け情報が入力され、前記振分け情報に基づいて前記振分け調整手段を動作させる制御手段とを備えたことを特徴とする。

請求項８に係る本発明では、制御手段により振分け調整手段を動作させることで、ガス化燃料分離手段によるガス化燃料の分離量（分離割合）が制御される。

また、請求項９に係る本発明の複合発電プラントは、請求項８に記載の複合発電プラントにおいて、前記制御手段は、前記チャーの分離量を制御する分離量制御手段の動作を合わせて制御することを特徴とする。

請求項９に係る本発明では、制御手段により分離量制御手段の動作を合わせて制御することで、燃焼器に供給されるガス化燃料からの合成プロセスへの分離量（分離割合）と、炉本体に循環される循環経路からのチャーの分離量（分離割合）が合わせて制御される。

本発明のガス化炉設備は、生成されるガスの水素成分と一酸化炭素成分の比率を調整することが可能になる。

本発明の複合発電プラント（化学製品併産型の複合発電プラント）は、生成されるガスの水素成分と一酸化炭素成分の比率を調整することができるガス化炉設備を備えた複合発電プラントとすることが可能になる。

本発明の一実施例に係るガス化炉設備の概念図である。 本発明の一実施例に係る複合発電プラントの概念図である。 本発明の一実施例に係る複合発電プラントの概略系統図である。

図１には本発明の一実施例に係るガス化炉設備の系統を概念的に示してある。

図に示すように、本発明のガス化炉設備１は、炭素系原料をガス化剤と共にガス化反応させてガスを生成する炉本体２を備えている。炉本体２で得られたガスは、分離手段３でチャー（灰を含む未燃の炭素成分）が分離され、燃料用のガスとして供給部位に送られる。尚、炭素系原料は、例えば、石炭、バイオマス、固体炭化物などを適用することができる。

分離手段３で分離されたチャーは、循環経路４により炉本体２に循環される。循環経路４にはチャー分離手段５が設けられ、チャー分離手段５により所望の量のチャーが分離される。チャー分離手段５で分離された所望量のチャーは、チャー処理手段としてのチャー燃焼手段６に送られ、燃焼処理されて燃焼生成物が得られる。例えば、チャーが燃焼されて蒸気が生成される。

上記構成のガス化炉設備１では、炉本体２で得られたガスに含まれるチャーが分離手段３で分離されて炉本体２に循環される。そして、チャー分離手段５により所望の量のチャーが分離され、分離されたチャーがチャー燃焼手段６で燃焼されることで、炉本体２に循環されるチャーの量が調整される。このため、生成されるガスの水素成分と一酸化炭素成分の比率（成分比：Ｈ_２／ＣＯ）を調整することが可能になる。

チャーの分離量を調整することで、生成されるガスの水素成分と一酸化炭素成分の比率（Ｈ_２／ＣＯ）を任意に調整することができ、所望の性状、即ち、比率（Ｈ_２／ＣＯ）が所望の状態に調整された発電用の燃料ガスとして用いることができる。更に、発電用の燃料ガスとして用いると共に、化学品の製造用の燃料ガスなど、工業用品の製造用の燃料ガスとして用いることが可能になる。

図２に基づいて本発明の一実施例に係る複合発電プラントを説明する。図２には本発明の一実施例に係る複合発電プラントの系統を概念的に示してある。

図に示すように、本発明の複合発電プラント１０のガス化炉設備１１は、石炭をガス化剤と共にガス化反応させて石炭ガス化ガスを生成する石炭ガス化炉（炉本体）１２を備えている。石炭ガス化炉１２で得られた石炭ガス化ガスは、分離手段１３でチャー（灰を含む未燃の炭素成分）が分離され、ガス精製手段としてのガス精製設備１４に送られる。

ガス精製設備１４では、石炭ガス化ガスから不純物が取り除かれてガス化燃料（生成ガス）が精製される。ガス精製設備１４で精製されたガス化燃料は、発電設備１５に送られ、例えば、燃焼器の燃料とされる。

分離手段１３で分離されたチャーは、循環経路１６により石炭ガス化炉１２に循環される。循環経路１６にはチャー分離手段１７が設けられ、チャー分離手段１７により所望量のチャーが分離される。チャー分離手段１７で分離された所望量のチャーは、チャー処理手段としてのボイラ１８に送られ、ボイラ１８の燃料として用いられて蒸気が得られる。

チャー処理手段として、チャーを燃焼することで蒸気を得るボイラ１８を適用したので、発電設備１５の燃料を得るためのガス化炉設備１１に用いた場合、発電に影響を与えない状態で蒸気を得ることができる。例えば、発電設備１５が蒸気タービンを備えている場合、蒸気タービンの出力を低下させることなく、即ち、発電効率を損なわない状態で、蒸気を得ることができる。

ガス精製設備１４から発電設備１５に送られるガス化燃料から、所望量のガス化燃料を分離するガス化燃料分離手段１９（燃料ガス分離手段）が備えられている。ガス化燃料分離手段１９で分離された所望量のガス化燃料は、化学製品を合成する合成手段２０に送られる。合成手段２０では、分離したガス化燃料により、化学製品が合成される。合成手段２０で合成される化学製品としては、例えば、メタンやメタノール、アンモニア、尿素などが合成される。

発電設備１５と共に合成手段２０を備えたことで、化学製品併産型（工業製品併産型）の複合発電プラントとすることが可能になる。

上記構成の複合発電プラント１０（化学製品併産型の複合発電プラント）では、石炭ガス化炉１２で得られた石炭ガス化ガスに含まれるチャーがチャー分離手段１７で分離されて石炭ガス化炉１２に循環される。そして、チャー分離手段１７により所望の量のチャーが分離され、分離されたチャーがボイラ１８で燃焼されて蒸気が生成されることで、石炭ガス化炉１２に循環されるチャーの量が調整される。このため、生成される石炭ガス化ガスの水素成分と一酸化炭素成分の比率（Ｈ_２／ＣＯ）を調整することが可能になる。

即ち、チャー分離手段１７により所望の量のチャーが分離されることで、石炭ガス化炉１２に循環されるチャーの量が相対的に減少し、生成される石炭ガス化ガスの水素成分と一酸化炭素成分の比率（Ｈ_２／ＣＯ）の値を高くすることができる（Ｈ_２リッチにすることができる）。

つまり、石炭ガス化ガスの水素成分と一酸化炭素成分の比率（Ｈ_２／ＣＯ）を向上させることで、ガス精製設備１４で精製されるガス化燃料の水素成分と一酸化炭素成分の比率（Ｈ_２／ＣＯ）が向上し、合成手段２０で合成される化学製品（例えば、メタンやメタノール、アンモニア、尿素など）の合成に適した組成のガス化燃料を得ることができる。

言い換えれば、チャー分離手段１７によるチャーの分離量を制御することで、石炭ガス化ガスの水素成分と一酸化炭素成分の比率（Ｈ_２／ＣＯ）を、合成手段２０で合成される化学製品の合成に適した組成に制御することができ、合成手段２０で合成される化学製品に応じたガス化燃料を得ることが可能になる。このため、ガス化燃料分離手段１９では、生成される石炭ガス化ガスの水素成分と一酸化炭素成分の比率（Ｈ_２／ＣＯ）に応じて、分離するガス化燃料の量を調整することが好ましい。

尚、ボイラ１８で生成された蒸気は、発電設備１５や他の設備のエネルギーとして使用することができる。また、石炭ガス化炉１２、ガス精製設備１４、合成手段２０で適宜使用することで、反応を制御して生成されるガス組成を調整できる。ボイラ１８で生成された蒸気を発電設備１５で使用することで、蒸気タービンを備えた発電設備に適用した場合、蒸気タービンを駆動させる蒸気を使用することなく、即ち、蒸気タービンの出力を低下させることなく蒸気を使用することができる。

従って、上述した複合発電プラント１０は、生成される石炭ガス化ガスの水素成分と一酸化炭素成分の比率を調整することができ、合成手段２０で合成される化学製品（例えば、メタンやメタノール、アンモニア、尿素など）の合成に適した組成のガス化燃料を得ることができるガス化炉設備１１を備えた複合発電プラント１０、即ち、化学製品併産型（工業製品併産型）の複合発電プラント１０とすることが可能になる。

図３に基づいて本発明の一実施例に係る複合発電プラントの構成を具体的に説明する。図３には本発明の一実施例に係る複合発電プラントの構成の概略系統を具体的に示してある。尚、図２に示した構成部材と同一部材には同一符号を付してある。

図に示すように、複合発電プラント１０のガス化炉設備１１は、石炭をガス化剤と共にガス化反応させて石炭ガス化ガスを生成する石炭ガス化炉１２を備えている。石炭ガス化炉１２は、石炭をガス化剤（空気または酸素）と共に燃焼させて処理ガスを得るコンバスタ部２１と、コンバスタ部２１で得られた処理ガスに石炭とガス化剤（空気または酸素）が供給されることで石炭ガス化ガスが生成されるリダクタ部２２とから構成されている。

石炭ガス化炉１２は、コンバスタ部２１とリダクタ部２２とからなる加圧２室２段炉で構成されているので、石炭（ガス化剤）の投入量を調整することで、運転条件を調整することができ、生成される石炭ガス化ガスの組成（チャーの量）を調整することができる。

石炭ガス化炉１２で得られた石炭ガス化ガスは、分離手段１３でチャー（灰を含む未燃の炭素成分）が分離され、ガス精製手段としてのガス精製設備１４に送られる。ガス精製設備１４では、石炭ガス化ガスから不純物が取り除かれてガス化燃料が精製される。ガス精製設備１４で精製されたガス化燃料は、ガス化燃料分離手段１９を介して発電設備１５（後述する燃焼器）に送られる。

ガス精製設備１４で精製されたガス化燃料の水素成分と一酸化炭素成分の比率（Ｈ_２／ＣＯ）を検出する比率検出手段２９が備えられ、比率検出手段２９の検出情報は、後述する制御手段に入力される。

分離手段１３で分離されたチャーは、循環経路１６により石炭ガス化炉１２に循環される。循環経路１６にはホッパー２３、及び、チャー分離手段１７が設けられ、チャー分離手段１７により所望量のチャーが分離される。チャー分離手段１７で分離された所望量のチャーは、チャー処理手段としてのボイラ１８に送られ、ボイラ１８の燃料として用いられて蒸気が得られる。

尚、ホッパー２３、及び、チャー分離手段１７を設けた構成としているが、分離手段として、複数のホッパーを並列に備え、チャーの蓄積、チャーの石炭ガス化炉１２への排出、チャーのボイラ１８への排出を切り換える構成とすることも可能である。

発電設備１５を具体的に説明する。

発電設備１５は、圧縮機２５、及び、膨張タービン２６を備え、圧縮機２５で圧縮された圧縮空気（圧縮流体）とガス化燃料分離手段１９を介して送られるガス化燃料が供給される燃焼器２７を備えている。燃焼器２７ではガス化燃料が燃焼され、燃焼ガスが膨張タービン２６に送られ、膨張されて発電機２８の発電動力が得られる。膨張タービン２６で仕事を終えた排気ガスは排熱回収ボイラ３１で熱回収され、熱回収された排気ガスは、排煙浄化処理されて大気に放出される。

圧縮機２５、及び、膨張タービン２６、発電機２８と同軸上に蒸気タービン３２が接続されている。排熱回収ボイラ３１には、蒸気タービン３２の排気蒸気の復水（凝縮された水）が給水され（復水供給手段）、排熱回収ボイラ３１では膨張タービン２６の排気ガスにより蒸気を発生させる。排熱回収ボイラ３１で発生した蒸気は蒸気タービン３２に送られて動力が得られる。直列に接続された膨張タービン２６、及び、蒸気タービン３２の動力により発電機２８が駆動され、膨張タービン２６と蒸気タービン３２による複合発電が行われる（複合発電により電力が得られる）。

チャー処理手段として、チャーを燃焼することで蒸気を得るボイラ１８を適用したので、発電設備１５の燃料を得るためのガス化炉設備１１とした場合、蒸気タービン３２を駆動させる蒸気を使用することなく、即ち、発電設備１５に備えられた蒸気タービン３２の出力を低下させることなく蒸気を得ることができる。

ガス精製設備１４から発電設備１５（燃焼器）に送られるガス化燃料から、所望量のガス化燃料を分離するガス化燃料分離手段１９が備えられている。ガス化燃料分離手段１９で分離された所望量のガス化燃料は、化学製品を合成する合成手段２０に送られる。ガス化燃料分離手段１９では、分離されて合成手段２０に送られるガス化燃料の量が調整される（振分け調整手段）。

合成手段２０では、分離したガス化燃料により、化学製品が合成される。合成手段２０で合成される化学製品としては、例えば、メタンやメタノール、アンモニア、尿素などが合成される。

ガス化燃料分離手段１９の動作は、制御手段３５により制御される。つまり、ガス化燃料分離手段１９により分離されて合成手段２０に送られるガス化燃料の量、即ち、ガス化燃料を燃焼器２７、及び、合成手段２０に振分ける動作（振分け調整手段の動作）は、制御手段３５により制御される。制御手段３５は、チャーの分離を行うチャー分離手段１７の動作を合わせて制御する。

制御手段３５には、発電出力の要求情報、化学製品の製造要求の情報（化学製品製造要求）、即ち、ガス化燃料の振分け情報（生成ガス振分け情報）が入力される。また、石炭の種類の情報、比率検出手段２９の情報が入力される。制御手段３５は、入力された情報に基づいて、ガス化燃料分離手段１９の動作、チャー分離手段１７の動作（分離量制御手段）を制御する。

従って、制御手段３５により、ガス化燃料分離手段１９（振分け調整手段）の動作が制御され、ガス化燃料分離手段１９による合成手段２０へのガス化燃料の分離量（分離割合）が制御される。即ち、燃焼器２７に振分けられるガス化燃料の量と、合成手段２０に振分けられるガス化燃料の量が制御される。そして、制御手段３５により、チャー分離手段１７の動作が制御され、石炭ガス化炉１２に循環される循環経路１６からのボイラ１８へのチャーの分離量（分離割合）が合わせて制御される。

つまり、循環経路１６からのボイラ１８へのチャーの分離量（分離割合）と、燃焼器２７に供給されるガス化燃料からの合成プロセスへの分離量（分離割合）とが制御手段３５により制御される。

発電設備１５と共に合成手段２０を備えたことで、化学製品併産型（工業製品併産型）の複合発電プラントとすることが可能になる。

上記構成の複合発電プラント１０（化学製品併産型の複合発電プラント）では、石炭ガス化炉１２で得られた石炭ガス化ガスに含まれるチャーが分離手段１３で分離されて石炭ガス化炉１２に循環される。制御手段３５の制御により、チャー分離手段１７により所望の量のチャーが分離され、分離されたチャーがボイラ１８で燃焼されて蒸気が生成されることで、石炭ガス化炉１２に循環されるチャーの量が調整される。このため、制御手段３５の制御により、生成される石炭ガス化ガスの水素成分と一酸化炭素成分の比率（Ｈ_２／ＣＯ）を調整することが可能になる。

即ち、制御手段３５の制御により、チャー分離手段１７で所望の量のチャーが分離されることで、石炭ガス化炉１２に循環されるチャーの量が相対的に減少し、生成される石炭ガス化ガスの水素成分と一酸化炭素成分の比率（Ｈ_２／ＣＯ）の値を高くすることができる（Ｈ_２リッチにすることができる）。

つまり、制御手段３５の制御により、石炭ガス化ガスの水素成分と一酸化炭素成分の比率（Ｈ_２／ＣＯ）を向上させることで、ガス精製設備１４で精製されるガス化燃料の水素成分と一酸化炭素成分の比率（Ｈ_２／ＣＯ）を向上させることができ、合成手段２０で合成される化学製品（例えば、メタンやメタノール、アンモニア、尿素など）の合成に適した組成のガス化燃料を得ることができる。

言い換えれば、制御手段３５の制御により、チャー分離手段１７によるチャーの分離量を制御することで、石炭ガス化ガスの水素成分と一酸化炭素成分の比率（Ｈ_２／ＣＯ）を、合成手段２０で合成される化学製品の合成に適した所望の組成に制御することができ、合成手段２０で合成される化学製品に応じたガス化燃料を得ることが可能になる。

そして、制御手段３５の制御により、ガス化燃料分離手段１９（振分け調整手段）の動作が制御されるため、合成手段２０で合成される化学製品に応じた所望の組成のガス化燃料を得た状態で、合成手段２０へのガス化燃料の分離量（分離割合）を制御することができる。これにより、所望の組成（合成手段２０で合成される化学製品に応じた組成）のガス化燃料を最適な量で合成手段２０に振分けることが可能になる。

従って、合成手段２０を備えた、化学製品併産型の複合発電プラント１０が構築され、制御手段３５の制御により、ガス化燃料の水素成分と一酸化炭素成分の比率（Ｈ_２／ＣＯ）を最適に調整することができ、比率（Ｈ_２／ＣＯ）が所望の状態に調整されたガス化燃料を最適な割合で燃焼器２７と合成手段２０に振分けることができる。

このため、ガス化燃料を発電用の燃料ガスとして用いることができると共に、化学製品の製造用の燃料ガスなど、工業用品の製造用の燃料ガスとして用いることが可能になり、チャーの循環量を制御することで、所望の状態のガス化ガスが所望の割合で振分けられ、原料ガス成分調整が不要なシンプルな工程で構成される低コストの化学製品併産型の複合発電プラント１０とすることができる。

上述したガス化炉設備１１は、チャーの循環量を制御することで、生成される石炭ガス化ガス（精製されたガス化燃料）の水素成分と一酸化炭素成分の比率を調整することが可能になる。

そして、複合発電プラント１０（化学製品併産型の複合発電プラント１０）は、チャーの循環量を制御することで、生成される石炭ガス化ガス（精製されたガス化燃料）の水素成分と一酸化炭素成分の比率を調整することができるガス化炉設備１１を備え、調整された比率に応じて、ガス化燃料を燃焼器２７と合成手段２０に振分けることができる化学製品併産型の複合発電プラント１０とすることが可能になる。

本発明はガス化炉設備及び複合発電プラントの産業分野で利用することができる。

１、１１ ガス化炉設備
２ 炉本体
３、１３ 分離手段
４、１６ 循環経路
５、１７ チャー分離手段
６ チャー燃焼手段
１０ 複合発電プラント
１２ 石炭ガス化炉
１４ ガス精製設備
１５ 発電設備
１８ ボイラ
１９ ガス化燃料分離手段（燃料ガス分離手段）
２０ 合成手段
２１ コンバスタ部
２２ リダクタ部
２３ ホッパー
２５ 圧縮機
２６ 膨張タービン
２７ 燃焼器
２８ 発電機
２９ 比率検出手段
３１ 排熱回収ボイラ
３２ 蒸気タービン
３５ 制御手段

Claims (9)

1. 炭素系原料をガス化反応させてガスを生成する炉本体と、
   前記炉本体で得られた前記ガスに含まれるチャーを分離して前記炉本体に循環させる循環経路と、
   前記循環経路から所望の量の前記チャーを分離するチャー分離手段と、
   前記チャー分離手段で分離された前記チャーを処理することでエネルギーを得るチャー処理手段とを備えた
   ことを特徴とするガス化炉設備。
2. 請求項１に記載のガス化炉設備において、
   前記炉本体は、
   前記炭素系原料を燃焼させて処理ガスを得るコンバスタ部と、
   前記コンバスタ部で得られた前記処理ガスに前記炭素系原料が供給されることで前記ガスが生成されるリダクタ部とからなる
   ことを特徴とするガス化炉設備。
3. 請求項１もしくは請求項２に記載のガス化炉設備において、
   前記チャー分離手段は、前記チャーの分離量を制御する分離量制御手段を備え、
   前記分離量制御手段で前記チャーの分離量が制御されることで前記ガスの成分比（水素成分／一酸化炭素成分）が制御される
   ことを特徴とするガス化炉設備。
4. 請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のガス化炉設備において、
   前記炭素系原料は石炭であり、
   前記炉本体では、石炭とガス化剤をガス化反応させて石炭ガス化ガスを得る
   ことを特徴とするガス化炉設備。
5. 請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のガス化炉設備において、
   前記チャー処理手段は、前記チャーを燃焼することで蒸気を得るボイラである
   ことを特徴とするガス化炉設備。
6. 請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のガス化炉設備と、
   前記ガス化炉設備で生成されたガスを精製してガス化燃料とするガス精製手段と、
   前記ガス精製手段で得られた前記ガス化燃料、及び、圧縮流体が供給されて燃焼ガスを得る燃焼器と、
   前記燃焼器で得られた燃焼ガスを膨張することで駆動されて電力を得る膨張タービンと、
   前記膨張タービンで仕事を終えた排気ガスが熱回収されて蒸気が生成される排熱回収ボイラと、
   前記排熱回収ボイラで得られた蒸気により駆動されて電力を得る蒸気タービンと、
   前記蒸気タービンの排気蒸気が凝縮されて前記排熱回収ボイラに給水される復水供給手段とを備えた
   ことを特徴とする複合発電プラント。
7. 請求項６に記載の複合発電プラントにおいて、
   前記ガス精製手段から前記燃焼器に送られる前記ガス化燃料から所望量のガス化燃料を分離するガス化燃料分離手段と、
   前記ガス化燃料分離手段で分離された前記ガス化燃料により化学製品を合成する合成手段とを備えた
   ことを特徴とする複合発電プラント。
8. 請求項７に記載の複合発電プラントにおいて、
   前記ガス化燃料分離手段で分離される前記ガス化燃料の量を調整する振分け調整手段と、
   前記ガス化燃料を前記燃焼器、及び、前記合成手段に振分けるための振分け情報が入力され、前記振分け情報に基づいて前記振分け調整手段を動作させる制御手段とを備えた
   ことを特徴とする複合発電プラント。
9. 請求項８に記載の複合発電プラントにおいて、
   前記制御手段は、
   前記チャーの分離量を制御する分離量制御手段の動作を合わせて制御する
   ことを特徴とする複合発電プラント。
   

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