JP2020200812A - 複合プラント - Google Patents
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Abstract
Description
CO2タービンプラントを備える複合プラントであって、
前記CO2タービンプラントは、
O2を酸化剤として用いて燃料を燃焼させてCO2及びH2Oを含む流体を発生させるように構成された燃焼器と、
前記燃焼器で発生したCO2及びH2Oを含む流体によって駆動するように構成されたCO2タービンと、
前記CO2タービンを通過した前記流体からH2Oを除去するための凝縮器と、
前記CO2タービン及び前記凝縮器を通過したCO2を前記燃焼器に戻すための第1リターンラインと、
を含み、
前記複合プラントは、
CO2を用いて少なくとも1種の有機化合物を合成するように構成された有機化合物合成装置を含む有機化合物合成プラントと、
前記第1リターンラインから分岐して前記有機化合物合成装置に接続するCO2供給ラインと、
を更に備える。
前記CO2タービンプラントは、CO2を貯蔵するためのCO2貯蔵タンクを含み、
前記CO2貯蔵タンクは、前記第1リターンライン又は前記CO2供給ラインに接続される。
前記有機化合物合成プラントは、H2を生成するためのH2生成装置と、前記H2生成装置で生成したH2を前記有機化合物合成装置に供給するためのH2供給ラインと、を含む。
前記H2生成装置は、H2Oを電気分解してH2を生成するための電気分解装置であり、前記複合プラントは、前記電気分解装置で発生したO2を前記燃焼器に供給するためのO2供給ラインを更に備える。
前記H2生成装置は、天然ガス等からH2を膜分離する膜分離装置である。H2を膜分離して、あとに残ったCO2等の成分は有機化合物合成プラントに供給され、原料に利用することができる。なお、天然ガス等からH2を分離する膜として、高分子膜を用いることができる。
前記複合プラントは、H2を貯蔵するためのH2貯蔵タンクを更に備え、
前記H2貯蔵タンクは、前記H2供給ラインに接続される。
前記複合プラントは、O2を貯蔵するためのO2貯蔵タンクを更に備え、
前記O2貯蔵タンクは、前記O2供給ラインに接続される。
前記CO2タービンプラントは、前記CO2タービンに連結された発電機を含む。
前記CO2タービンプラントは、前記CO2タービンに連結された発電機を含み、
前記複合プラントは、前記発電機から前記電気分解装置に電力を供給するための電力ラインを更に備える。
前記有機化合物合成プラントは、前記有機化合物の合成に伴い生じる反応熱を回収するための熱交換部を含み、
前記複合プラントは、
前記CO2タービンプラントで使用される第1流体を前記熱交換部に供給するための第1流体供給ラインと、
前記熱交換部での熱交換により前記反応熱を回収した前記第1流体を前記CO2タービンプラントに戻すための第2リターンラインと、
を更に備える。
前記複合プラントは、前記有機化合物合成装置で合成された前記有機化合物のうち少なくとも1種を前記燃焼器に供給するための有機化合物供給ラインを更に備える。
前記有機化合物合成プラントは、前記有機化合物合成装置で合成された前記有機化合物を貯蔵するための有機化合物貯蔵タンクを含む。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
図1は、一実施形態に係る複合プラントの全体構成を示す模式図である。
図1に示すように、複合プラント2は、CO2タービンプラント4及び有機化合物合成プラント6を備える。
図1に示すように、O2製造装置8は、空気からO2を分離することで高濃度のO2を製造する。O2製造装置8で製造されたO2は、O2製造装置8と燃焼器10とを接続するO2供給ライン32を介して燃焼器10に供給される。
電気分解装置24は、H2Oを電気分解してO2とH2を発生させる。電気分解装置24は、電力ライン50を介して発電機14と接続されており、電力ライン50は発電機14が発電した電力を電気分解装置24に供給可能に構成されている。電力ライン50は電力系統に連系しており、電気分解装置24は、発電機14が発電した電力及び電力系統からの電力をH2Oの電気分解に利用することができる。
図1に示す複合プラント2では、CO2タービンプラント4は亜臨界CO2タービンコンバインドサイクル発電プラントとして構成されているのに対し、図2に示す複合プラント2では、CO2タービンプラント4は、アラム・サイクル(allam cycle)と称される超臨界CO2タービン発電プラントとして構成されている。図2に示す実施形態において、図1に示した実施形態の各構成と共通の符号は、特記しない限り図1に示した複合プラント2の各構成と同様の構成を示すものとし、説明を省略する。
4 CO2タービンプラント
6 有機化合物合成プラント
8 O2製造装置
10 燃焼器
12 CO2タービン
14 発電機
16 蒸気タービンシステム
18 凝縮器
20 コンプレッサ
22 CO2貯蔵タンク
24 電気分解装置
26 有機化合物合成装置
27 熱交換部
28 有機化合物貯蔵タンク
30 分離精製装置
32 O2供給ライン
33,35,37 混合ガス供給ライン
34 廃熱回収ボイラ
36 蒸気タービン
38 発電機
40 復水器
42 ポンプ
44 復水供給ライン(第1流体供給ライン)
46 第2リターンライン
48 第1リターンライン
50 電力ライン
52 O2供給ライン
54 O2貯蔵タンク
56 H2供給ライン
58 CO2供給ライン
60 ジメチルエーテル供給ライン(有機化合物供給ライン)
62 再生熱交換器
64 ポンプ
66 CO2供給ライン(第1流体供給ライン)
68 第2リターンライン
70 H2貯蔵タンク
Claims (12)
- CO2タービンプラントを備える複合プラントであって、
前記CO2タービンプラントは、
O2を酸化剤として用いて燃料を燃焼させてCO2及びH2Oを含む流体を発生させるように構成された燃焼器と、
前記燃焼器で発生したCO2及びH2Oを含む流体によって駆動するように構成されたCO2タービンと、
前記CO2タービンを通過した前記流体からH2Oを除去するための凝縮器と、
前記CO2タービン及び前記凝縮器を通過したCO2を前記燃焼器に戻すための第1リターンラインと、
を含み、
前記複合プラントは、
CO2を用いて少なくとも1種の有機化合物を合成するように構成された有機化合物合成装置を含む有機化合物合成プラントと、
前記第1リターンラインから分岐して前記有機化合物合成装置に接続するCO2供給ラインと、
を更に備える、複合プラント。 - 前記CO2タービンプラントは、CO2を貯蔵するためのCO2貯蔵タンクを含み、
前記CO2貯蔵タンクは、前記第1リターンライン又は前記CO2供給ラインに接続された、請求項1に記載の複合プラント。 - 前記有機化合物合成プラントは、H2を生成するためのH2生成装置と、前記H2生成装置で生成したH2を前記有機化合物合成装置に供給するためのH2供給ラインと、を含む請求項1又は2に記載の複合プラント。
- 前記H2生成装置は、H2Oを電気分解してH2を生成するための電気分解装置であり、前記複合プラントは、前記電気分解装置で生成したO2を前記燃焼器に供給するためのO2供給ラインを更に備える、請求項3に記載の複合プラント。
- 前記H2生成装置は、天然ガス等からH2を膜分離する膜分離装置である、請求項3に記載の複合プラント。
- 前記複合プラントは、H2を貯蔵するためのH2貯蔵タンクを更に備え、
前記H2貯蔵タンクは、前記H2供給ラインに接続された、請求項3に記載の複合プラント。 - 前記複合プラントは、O2を貯蔵するためのO2貯蔵タンクを更に備え、
前記O2貯蔵タンクは、前記O2供給ラインに接続された、請求項4に記載の複合プラント。 - 前記CO2タービンプラントは、前記CO2タービンに連結された発電機を含む、請求項1乃至7の何れか1項に記載の複合プラント。
- 前記CO2タービンプラントは、前記CO2タービンに連結された発電機を含み、
前記複合プラントは、前記発電機から前記電気分解装置に電力を供給するための電力ラインを更に備える、請求項4に記載の複合プラント。 - 前記有機化合物合成プラントは、前記有機化合物の合成に伴い生じる反応熱を回収するための熱交換部を含み、
前記複合プラントは、
前記CO2タービンプラントで使用される第1流体を前記熱交換部に供給するための第1流体供給ラインと、
前記熱交換部での熱交換により前記反応熱を回収した前記第1流体を前記CO2タービンプラントに戻すための第2リターンラインと、
を更に備える、請求項1乃至9の何れか1項に記載の複合プラント。 - 前記複合プラントは、前記有機化合物合成装置で合成された前記有機化合物のうち少なくとも1種を前記燃焼器に供給するための有機化合物供給ラインを更に備える、請求項10に記載の複合プラント。
- 前記有機化合物合成プラントは、前記有機化合物合成装置で合成された前記有機化合物を貯蔵するための有機化合物貯蔵タンクを含む、請求項11に記載の複合プラント。
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