JP3185411B2 - 発電装置 - Google Patents
発電装置Info
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- JP3185411B2 JP3185411B2 JP29005692A JP29005692A JP3185411B2 JP 3185411 B2 JP3185411 B2 JP 3185411B2 JP 29005692 A JP29005692 A JP 29005692A JP 29005692 A JP29005692 A JP 29005692A JP 3185411 B2 JP3185411 B2 JP 3185411B2
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- Japan
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- steam
- pressure turbine
- condenser
- turbine
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
- F01K23/00—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids
- F01K23/02—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled
- F01K23/06—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle
- F01K23/067—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle the combustion heat coming from a gasification or pyrolysis process, e.g. coal gasification
- F01K23/068—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle the combustion heat coming from a gasification or pyrolysis process, e.g. coal gasification in combination with an oxygen producing plant, e.g. an air separation plant
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/16—Combined cycle power plant [CCPP], or combined cycle gas turbine [CCGT]
- Y02E20/18—Integrated gasification combined cycle [IGCC], e.g. combined with carbon capture and storage [CCS]
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、酸素燃焼水素ガスによ
り駆動されるタービンを備えた発電装置に関するもので
ある。
り駆動されるタービンを備えた発電装置に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】近年、ハイドロカーボン系の燃料例えば
石炭を利用して発電を行うことが試みられている。具体
的には、石炭を空気等と共に高温高圧下のガス化炉内に
吹き込み、炉内で石炭を部分燃焼（酸化）させて石炭ガ
ス化ガス（ＣＯ，Ｈ2 ，Ｈ2 Ｏ及びＣＯ2 を含むガス）
を生成させる。この石炭ガス化ガスを冷却、脱硫、脱じ
ん等の処理後、ガスタービンに供給して発電を行うよう
にしている。
石炭を利用して発電を行うことが試みられている。具体
的には、石炭を空気等と共に高温高圧下のガス化炉内に
吹き込み、炉内で石炭を部分燃焼（酸化）させて石炭ガ
ス化ガス（ＣＯ，Ｈ2 ，Ｈ2 Ｏ及びＣＯ2 を含むガス）
を生成させる。この石炭ガス化ガスを冷却、脱硫、脱じ
ん等の処理後、ガスタービンに供給して発電を行うよう
にしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述の発電
を行うシステムでは、ガス化炉で石炭を燃焼させて生成
させた石炭ガス化ガスによってガスタービンを廻し、発
電機にて電気エネルギを発生させているために、そのタ
ービンからの排気には多量のＣＯ2 が含まれる。ＣＯ2
は、近年、温室効果による気候の温暖化等の地球レベル
での環境破壊の一つの要因として考えられているので、
ＣＯ2 を排出させたくない。また、排気は極力なくした
い。
を行うシステムでは、ガス化炉で石炭を燃焼させて生成
させた石炭ガス化ガスによってガスタービンを廻し、発
電機にて電気エネルギを発生させているために、そのタ
ービンからの排気には多量のＣＯ2 が含まれる。ＣＯ2
は、近年、温室効果による気候の温暖化等の地球レベル
での環境破壊の一つの要因として考えられているので、
ＣＯ2 を排出させたくない。また、排気は極力なくした
い。
【０００４】このため、石炭ガス化ガスを水素リッチガ
スとしてタービンに供給することが提案され、これによ
り、タービンからの排気がほとんど蒸気であるので復水
器で復水として回収でき排気をなくせる。その復水は、
燃焼ガスの温度を調節すべくタービン等に戻されて循環
される。しかし、タービンからの例えば約 100℃，0.1a
taの排気を約20〜30℃まで冷却するには、復水等の冷却
水と排気とを熱交換するための伝熱管が多数必要にな
り、設備が大型化する。
スとしてタービンに供給することが提案され、これによ
り、タービンからの排気がほとんど蒸気であるので復水
器で復水として回収でき排気をなくせる。その復水は、
燃焼ガスの温度を調節すべくタービン等に戻されて循環
される。しかし、タービンからの例えば約 100℃，0.1a
taの排気を約20〜30℃まで冷却するには、復水等の冷却
水と排気とを熱交換するための伝熱管が多数必要にな
り、設備が大型化する。
【０００５】そこで、本発明は、このような事情を考慮
してなされたものであり、その目的は、設備の小型化を
図れることを可能にする発電装置を提供することにあ
る。
してなされたものであり、その目的は、設備の小型化を
図れることを可能にする発電装置を提供することにあ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、ガス化炉で生成したＣＯ，Ｈ 2 ，Ｏ 2 ，
ＣＯ 2 を含むガス化ガス中のＣＯを水蒸気でＨ 2 とＣＯ
2 にシフトさせ、そのＣＯ 2 とガス化ガス中のＣＯ 2 と
を除去して水素リッチガスとし、この水素リッチガスと
酸素を燃焼器に供給して燃焼させ、その水素燃焼ガスを
高圧タービンと低圧タービンに供給して発電する発電装
置において、上記高圧タービンからの過熱蒸気を低圧タ
ービンに導くガスラインに、低圧タービンの排気を湿り
蒸気とする緩熱器を設け、その低圧タービンからの排気
を凝縮する復水器を設けると共に、その復水器に真空ポ
ンプ又はエジェクタを接続して復水器に導入された排気
を凝縮させると共に二酸化炭素等の不純ガスを真空ポン
プ等で吸引除去し、その復水器に、凝縮した水を上記緩
衝器に送る復水ラインを設けると共に上記燃焼器に送る
水導入ラインを設けたものである。
成するために、ガス化炉で生成したＣＯ，Ｈ 2 ，Ｏ 2 ，
ＣＯ 2 を含むガス化ガス中のＣＯを水蒸気でＨ 2 とＣＯ
2 にシフトさせ、そのＣＯ 2 とガス化ガス中のＣＯ 2 と
を除去して水素リッチガスとし、この水素リッチガスと
酸素を燃焼器に供給して燃焼させ、その水素燃焼ガスを
高圧タービンと低圧タービンに供給して発電する発電装
置において、上記高圧タービンからの過熱蒸気を低圧タ
ービンに導くガスラインに、低圧タービンの排気を湿り
蒸気とする緩熱器を設け、その低圧タービンからの排気
を凝縮する復水器を設けると共に、その復水器に真空ポ
ンプ又はエジェクタを接続して復水器に導入された排気
を凝縮させると共に二酸化炭素等の不純ガスを真空ポン
プ等で吸引除去し、その復水器に、凝縮した水を上記緩
衝器に送る復水ラインを設けると共に上記燃焼器に送る
水導入ラインを設けたものである。
【０００７】
【作用】上記構成によれば、ガス化炉で生成したガス化
ガス中の一酸化炭素をシフト反応にて水素とし、ガス化
ガス中の炭酸ガスを除去して水素リッチガスとし、その
水素リッチガスと酸素とを燃焼器で燃焼させて高圧ター
ビンを通して低圧タービンに供給し、その水素燃焼ガス
を真空排気するにあたり、高圧タービンからの過熱蒸気
を、緩衝器に導入すると共に緩衝器に供給した復水で冷
却して、低圧タービンの排気を湿り蒸気とすることで、
その湿り蒸気を復水器で、容易に凝縮させることがで
き、これにより排気中に含まれた不純ガスを効率よく除
去できると共に復水器を小さくすることができ、設備の
小型化を図れる。また復水器で凝縮した水を、燃焼器に
導入することで、燃焼器内での燃焼が高温になり過ぎる
ことを防止しつつ有効に熱回収することができる。
ガス中の一酸化炭素をシフト反応にて水素とし、ガス化
ガス中の炭酸ガスを除去して水素リッチガスとし、その
水素リッチガスと酸素とを燃焼器で燃焼させて高圧ター
ビンを通して低圧タービンに供給し、その水素燃焼ガス
を真空排気するにあたり、高圧タービンからの過熱蒸気
を、緩衝器に導入すると共に緩衝器に供給した復水で冷
却して、低圧タービンの排気を湿り蒸気とすることで、
その湿り蒸気を復水器で、容易に凝縮させることがで
き、これにより排気中に含まれた不純ガスを効率よく除
去できると共に復水器を小さくすることができ、設備の
小型化を図れる。また復水器で凝縮した水を、燃焼器に
導入することで、燃焼器内での燃焼が高温になり過ぎる
ことを防止しつつ有効に熱回収することができる。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の一実施例を添付図面に基づい
て説明する。
て説明する。
【０００９】図１において、１は水素製造装置を示し、
この水素製造装置１は、ハイドロカーボン系の燃料であ
る石炭をガス化するガス化炉２からの石炭ガス化ガスを
窒素を含まぬ水素リッチガスとするものである。
この水素製造装置１は、ハイドロカーボン系の燃料であ
る石炭をガス化するガス化炉２からの石炭ガス化ガスを
窒素を含まぬ水素リッチガスとするものである。
【００１０】ガス化炉２には、炉２内に石炭を例えば石
炭水スラリー（ＣＷＭ）として吹き込むための燃料ライ
ン３が接続されていると共に、酸素を吹き込むための酸
素ライン４が接続されている。
炭水スラリー（ＣＷＭ）として吹き込むための燃料ライ
ン３が接続されていると共に、酸素を吹き込むための酸
素ライン４が接続されている。
【００１１】酸素ライン４は酸素圧縮機５を介して酸素
製造装置である空気分離装置６に接続されている。空気
分離装置６は、空気圧縮機７からの空気から酸素のみを
分離するものであり、この分離された酸素が酸素ライン
４を介してガス化炉２に供給される。
製造装置である空気分離装置６に接続されている。空気
分離装置６は、空気圧縮機７からの空気から酸素のみを
分離するものであり、この分離された酸素が酸素ライン
４を介してガス化炉２に供給される。
【００１２】ガス化炉２は、石炭を高温（約1300〜1600
℃）高圧（約20〜40kg／cm2 ）下で部分燃焼（酸化）さ
せて水素及び一酸化炭素を含む石炭ガス化ガスを生成す
るもので、石炭をガス化する際に発生した灰分は化炉２
下部に設けられたガスクーラ８を介してガラス状のスラ
グとなって排出される。また、石炭ガス化ガスはガスク
ーラ８で水及び蒸気と熱交換して冷却された後、ガスラ
イン９に流入するようになっている。
℃）高圧（約20〜40kg／cm2 ）下で部分燃焼（酸化）さ
せて水素及び一酸化炭素を含む石炭ガス化ガスを生成す
るもので、石炭をガス化する際に発生した灰分は化炉２
下部に設けられたガスクーラ８を介してガラス状のスラ
グとなって排出される。また、石炭ガス化ガスはガスク
ーラ８で水及び蒸気と熱交換して冷却された後、ガスラ
イン９に流入するようになっている。
【００１３】ガスライン９には、ガスの流れに沿って、
脱硫装置１０、ガス中のダストを除去する脱じん装置１
１及び燃料改質装置１２が介設されている。脱硫装置１
０は、ガス中の硫黄分を除去するもので乾式・湿式どち
らでもよく副産物として硫黄あるいは石こうを回収でき
る。
脱硫装置１０、ガス中のダストを除去する脱じん装置１
１及び燃料改質装置１２が介設されている。脱硫装置１
０は、ガス中の硫黄分を除去するもので乾式・湿式どち
らでもよく副産物として硫黄あるいは石こうを回収でき
る。
【００１４】燃料改質装置１２は、ガス化ガス中の一酸
化炭素（ＣＯ）を二酸化炭素（ＣＯ2 ）にシフトし、こ
のシフトされたＣＯ2 とガス中に元々あるＣＯ2 を除去
して水素リッチガスを生成し、これをタービン１３の燃
焼器１４に供給するもので、ＣＯシフト装置１５とＣＯ
2 除去装置１６とからなる。
化炭素（ＣＯ）を二酸化炭素（ＣＯ2 ）にシフトし、こ
のシフトされたＣＯ2 とガス中に元々あるＣＯ2 を除去
して水素リッチガスを生成し、これをタービン１３の燃
焼器１４に供給するもので、ＣＯシフト装置１５とＣＯ
2 除去装置１６とからなる。
【００１５】ＣＯシフト装置１５は、石炭ガス化ガス中
のＣＯを蒸気の存在によりＣＯ2 及び水素（Ｈ2 ）にシ
フト（ＣＯ＋Ｈ2 Ｏ→ＣＯ2 ＋Ｈ2 ）するように構成さ
れている。そのＣＯシフト装置１５の上流のガスライン
９には、上記ガスクーラ８に接続されガス冷却を行う途
中の蒸気の一部を導入するための蒸気混入ライン１７が
接続され、シフト反応に必要な蒸気が蒸気混入ライン１
７から得られるようになっている。
のＣＯを蒸気の存在によりＣＯ2 及び水素（Ｈ2 ）にシ
フト（ＣＯ＋Ｈ2 Ｏ→ＣＯ2 ＋Ｈ2 ）するように構成さ
れている。そのＣＯシフト装置１５の上流のガスライン
９には、上記ガスクーラ８に接続されガス冷却を行う途
中の蒸気の一部を導入するための蒸気混入ライン１７が
接続され、シフト反応に必要な蒸気が蒸気混入ライン１
７から得られるようになっている。
【００１６】ＣＯ2 除去装置１６は、ガスに含まれるＣ
Ｏ2 を除去するもので、このＣＯ2 の除去によりガス化
ガスは水素が主成分の水素リッチガスとなる。分離除去
されたＣＯ2 はドライアイス用等の他産業に供給するか
あるいは深海等に投棄される。水素リッチガスとなった
ガス化ガスは、ガスライン９を介してタービン１３の燃
焼器１４に供給される。
Ｏ2 を除去するもので、このＣＯ2 の除去によりガス化
ガスは水素が主成分の水素リッチガスとなる。分離除去
されたＣＯ2 はドライアイス用等の他産業に供給するか
あるいは深海等に投棄される。水素リッチガスとなった
ガス化ガスは、ガスライン９を介してタービン１３の燃
焼器１４に供給される。
【００１７】燃焼器１４には、上記酸素圧縮機５からの
酸素ライン４中の酸素の一部を導入する酸素導入ライン
１８が接続されていると共に、上記ガスクーラ８でガス
化ガスを冷却した蒸気を導入する蒸気導入ライン１９及
びガスクーラ８に水を送る水ライン２０に接続された水
導入ライン２１が接続されている。燃焼器１４は、水素
を酸素導入ライン１８からの酸素で燃焼させると共にこ
れに蒸気導入ライン１９及び水導入ライン２１からの蒸
気及び水を吹き込み高温（1200℃以上例えば1200℃）高
圧 (例えば30〜40ata)の蒸気を生成させるように構成さ
れ、この蒸気でタービン１３が駆動される。
酸素ライン４中の酸素の一部を導入する酸素導入ライン
１８が接続されていると共に、上記ガスクーラ８でガス
化ガスを冷却した蒸気を導入する蒸気導入ライン１９及
びガスクーラ８に水を送る水ライン２０に接続された水
導入ライン２１が接続されている。燃焼器１４は、水素
を酸素導入ライン１８からの酸素で燃焼させると共にこ
れに蒸気導入ライン１９及び水導入ライン２１からの蒸
気及び水を吹き込み高温（1200℃以上例えば1200℃）高
圧 (例えば30〜40ata)の蒸気を生成させるように構成さ
れ、この蒸気でタービン１３が駆動される。
【００１８】タービン１３は高圧タービン１３ａと低圧
タービン１３ｂとで形成され、燃焼器からの燃焼ガスが
高圧タービン１３ａに供給されて高圧タービン１３ａが
駆動されると共に、高圧タービン１３ａからの排気（過
熱蒸気）がガスライン２２を介して低圧タービン１３ｂ
に供給されて低圧タービン１３ｂが駆動される。これら
高圧及び低圧タービン１３ａ，１３ｂ、上記酸素圧縮機
５及び空気圧縮機７が同軸上に設けられ、タービン１３
ａ，１３ｂにより発電機１３ｃが駆動されて発電が行わ
れると共に併せて圧縮機５，７が駆動されるように構成
されている。
タービン１３ｂとで形成され、燃焼器からの燃焼ガスが
高圧タービン１３ａに供給されて高圧タービン１３ａが
駆動されると共に、高圧タービン１３ａからの排気（過
熱蒸気）がガスライン２２を介して低圧タービン１３ｂ
に供給されて低圧タービン１３ｂが駆動される。これら
高圧及び低圧タービン１３ａ，１３ｂ、上記酸素圧縮機
５及び空気圧縮機７が同軸上に設けられ、タービン１３
ａ，１３ｂにより発電機１３ｃが駆動されて発電が行わ
れると共に併せて圧縮機５，７が駆動されるように構成
されている。
【００１９】また、上記ガスライン２２には、低圧ター
ビン１３ｂからの排気（排気蒸気）が湿り蒸気となるよ
うに高圧タービン１３ａからの過熱蒸気に水例えば復水
を噴霧する緩熱器２３が介設されている。緩熱器２３
は、過熱蒸気に水を噴霧して過熱蒸気の温度のみを下げ
るように構成され、例えば、約 500℃，5ataの過熱蒸気
を約 300℃，5ataの流量が増加した過熱蒸気として低圧
タービン１３ｂに流入することにより、低圧タービン１
３ｂからの蒸気が約50℃，0.1ataの湿り蒸気となる。
ビン１３ｂからの排気（排気蒸気）が湿り蒸気となるよ
うに高圧タービン１３ａからの過熱蒸気に水例えば復水
を噴霧する緩熱器２３が介設されている。緩熱器２３
は、過熱蒸気に水を噴霧して過熱蒸気の温度のみを下げ
るように構成され、例えば、約 500℃，5ataの過熱蒸気
を約 300℃，5ataの流量が増加した過熱蒸気として低圧
タービン１３ｂに流入することにより、低圧タービン１
３ｂからの蒸気が約50℃，0.1ataの湿り蒸気となる。
【００２０】低圧タービン１３ｂには排気ライン２４が
接続され、この排気ライン２４が復水器２５に接続され
ている。
接続され、この排気ライン２４が復水器２５に接続され
ている。
【００２１】復水器２５は、排気蒸気を冷却水で約20〜
30℃まで冷却して凝縮するものであり、この復水器に
は、復水器２５内が蒸気の凝縮により圧力が下がるが復
水器２５内圧が所定値、例えば0.1〜0.2ataにならない
とき、例えば窒素，二酸化炭素等の不純ガスが混入して
いる場合にそのガスを吸引除去するための真空ポンプ２
６（又はエジェクタ）が接続されている。また復水器２
５には、凝縮した水（復水）を復水ポンプ２７で吸い出
し、その一部を上記緩衝器２３に送る復水ライン２８が
接続されていると共に、復水の残りをポンプ２９により
水導入ライン２１を通して燃焼器１４及び水ライン２０
を通してガスクーラ８に導くように接続され、ガスクー
ラ８から蒸気導入ライン１９を通して燃焼器１４に導く
ようにしている。また、復水ポンプ２７により吸い出さ
れた水が余剰の場合にはその一部が余剰水として他の系
に導かれる。
30℃まで冷却して凝縮するものであり、この復水器に
は、復水器２５内が蒸気の凝縮により圧力が下がるが復
水器２５内圧が所定値、例えば0.1〜0.2ataにならない
とき、例えば窒素，二酸化炭素等の不純ガスが混入して
いる場合にそのガスを吸引除去するための真空ポンプ２
６（又はエジェクタ）が接続されている。また復水器２
５には、凝縮した水（復水）を復水ポンプ２７で吸い出
し、その一部を上記緩衝器２３に送る復水ライン２８が
接続されていると共に、復水の残りをポンプ２９により
水導入ライン２１を通して燃焼器１４及び水ライン２０
を通してガスクーラ８に導くように接続され、ガスクー
ラ８から蒸気導入ライン１９を通して燃焼器１４に導く
ようにしている。また、復水ポンプ２７により吸い出さ
れた水が余剰の場合にはその一部が余剰水として他の系
に導かれる。
【００２２】次に本実施例の作用を説明する。
【００２３】空気分離装置６から酸素が酸素圧縮機５を
介してガス化炉２内に吹き込まれると共にＣＷＭが炉２
内に吹き込まれ、石炭が高温（約1300〜1600℃）高圧
（約20〜40kg／cm2 ）下で部分燃焼（酸化）されて、石
炭ガス化ガスが生成する。このガス中には、ガス化炉２
に空気から分離された酸素のみが供給されるため、空気
が炉２に供給される際の窒素の混入がなく、ＣＯ，
Ｈ2 ，Ｈ2 Ｏ及びＣＯ2 を含むガスとなる。
介してガス化炉２内に吹き込まれると共にＣＷＭが炉２
内に吹き込まれ、石炭が高温（約1300〜1600℃）高圧
（約20〜40kg／cm2 ）下で部分燃焼（酸化）されて、石
炭ガス化ガスが生成する。このガス中には、ガス化炉２
に空気から分離された酸素のみが供給されるため、空気
が炉２に供給される際の窒素の混入がなく、ＣＯ，
Ｈ2 ，Ｈ2 Ｏ及びＣＯ2 を含むガスとなる。
【００２４】石炭ガス化ガスは、ガスクーラ８で冷却さ
れた後、脱硫装置１０で脱硫及び脱じん装置１１で脱塵
処理されて精製される。精製後、蒸気混入ライン１７か
らの蒸気と共にＣＯシフト装置１５に流入し、そこで、
ガス中のＣＯがＣＯ2 にシフトされ（ＣＯ＋Ｈ2 Ｏ→Ｃ
Ｏ2 ＋Ｈ2 ）、ガス中のＣＯの大部分がなくなる。そし
て、ＣＯ2 除去装置１６に入り、そこでガス中のＣＯ2
が分離除去されて、石炭ガス化ガスは主成分がＨ2 の水
素リッチガスとなる。
れた後、脱硫装置１０で脱硫及び脱じん装置１１で脱塵
処理されて精製される。精製後、蒸気混入ライン１７か
らの蒸気と共にＣＯシフト装置１５に流入し、そこで、
ガス中のＣＯがＣＯ2 にシフトされ（ＣＯ＋Ｈ2 Ｏ→Ｃ
Ｏ2 ＋Ｈ2 ）、ガス中のＣＯの大部分がなくなる。そし
て、ＣＯ2 除去装置１６に入り、そこでガス中のＣＯ2
が分離除去されて、石炭ガス化ガスは主成分がＨ2 の水
素リッチガスとなる。
【００２５】この水素リッチガスがタービン１３の燃焼
器１４に入り、ガスの主成分である水素が酸素導入ライ
ン１８からの酸素により燃焼される。この際水素燃焼だ
けであると高温になり過ぎるため蒸気導入ライン１９及
び水導入ライン２１から蒸気及び水が適宜吹き込まれ
る。これにより、例えば約1200℃，30ata の燃焼ガス
（蒸気）が生成され、これが高圧タービン１３ａに供給
されて高圧タービン１３ａが駆動される。その高圧ター
ビン１３ａからの約 500℃，5ataの排気（過熱蒸気）
は、緩熱器２３に入りそこで水が噴霧されて約 300℃ま
で冷却されてから低圧タービン１３ｂに供給されて低圧
タービン１３ｂが駆動される。これにより、発電機１３
ｃが駆動されて電気エネルギが発生する。
器１４に入り、ガスの主成分である水素が酸素導入ライ
ン１８からの酸素により燃焼される。この際水素燃焼だ
けであると高温になり過ぎるため蒸気導入ライン１９及
び水導入ライン２１から蒸気及び水が適宜吹き込まれ
る。これにより、例えば約1200℃，30ata の燃焼ガス
（蒸気）が生成され、これが高圧タービン１３ａに供給
されて高圧タービン１３ａが駆動される。その高圧ター
ビン１３ａからの約 500℃，5ataの排気（過熱蒸気）
は、緩熱器２３に入りそこで水が噴霧されて約 300℃ま
で冷却されてから低圧タービン１３ｂに供給されて低圧
タービン１３ｂが駆動される。これにより、発電機１３
ｃが駆動されて電気エネルギが発生する。
【００２６】タービン１３からの排気は、約50℃，0.1a
taの湿り蒸気となって排気ライン２４に入り、復水器２
５に流入して冷却水により約20〜30℃まで冷却されて凝
縮する。凝縮した水（復水）は、復水ポンプ２７により
吸い出されその一部が上記緩熱器２３に供給されると共
に、残りが上記燃焼器１４及びガスクーラ８に供給さ
れ、再循環する。一方、復水器２５内の窒素，二酸化炭
素等の不純ガスは真空ポンプ２６により吸引されて除去
され大気に開放される。
taの湿り蒸気となって排気ライン２４に入り、復水器２
５に流入して冷却水により約20〜30℃まで冷却されて凝
縮する。凝縮した水（復水）は、復水ポンプ２７により
吸い出されその一部が上記緩熱器２３に供給されると共
に、残りが上記燃焼器１４及びガスクーラ８に供給さ
れ、再循環する。一方、復水器２５内の窒素，二酸化炭
素等の不純ガスは真空ポンプ２６により吸引されて除去
され大気に開放される。
【００２７】このように、タービン１３からの排気（排
気蒸気）は湿り蒸気であるため凝縮しやすく、復水器２
５内で冷却水により冷却されるとすぐに凝縮するので、
復水器２５を小さくできる。
気蒸気）は湿り蒸気であるため凝縮しやすく、復水器２
５内で冷却水により冷却されるとすぐに凝縮するので、
復水器２５を小さくできる。
【００２８】すなわち、図２に示すように、従来は、燃
焼器からの例えば約1200℃，30ataの燃焼ガスをタービ
ンにてＡ点からＢ点（約 100℃，0.1ata）までの仕事を
させ、この蒸気を復水器にてＢ点からＧ点（約50℃，0.
1ata）を介してＤ点へと冷却する。これに対して、本発
明は、燃焼器１４からの約1200℃，30ata の燃焼ガスを
高圧タービン１３ａにてＡ点からＥ点（約 500℃，5at
a）までの仕事をさせ、これを緩熱器２３によりＦ点
（約 300℃，5ata）まで冷却すると共に流量を増加さ
せ、そして低圧タービン１３ｂにてＦ点からＥ点までの
仕事をさせる。これにより、Ｅ点からＦ点までの蒸気の
冷却は、Ｂ点からＧ点までの蒸気の冷却とほぼ等しくこ
の冷却の分復水器を小さくでき、さらに、Ｂ点からＧ点
までの冷却を例えば間接式の冷却器を用いた場合に比し
て、緩熱器２３は直接蒸気に水を噴霧するものであり小
型でしかも簡素である。従って、設備の小型化を図れる
ことになる。
焼器からの例えば約1200℃，30ataの燃焼ガスをタービ
ンにてＡ点からＢ点（約 100℃，0.1ata）までの仕事を
させ、この蒸気を復水器にてＢ点からＧ点（約50℃，0.
1ata）を介してＤ点へと冷却する。これに対して、本発
明は、燃焼器１４からの約1200℃，30ata の燃焼ガスを
高圧タービン１３ａにてＡ点からＥ点（約 500℃，5at
a）までの仕事をさせ、これを緩熱器２３によりＦ点
（約 300℃，5ata）まで冷却すると共に流量を増加さ
せ、そして低圧タービン１３ｂにてＦ点からＥ点までの
仕事をさせる。これにより、Ｅ点からＦ点までの蒸気の
冷却は、Ｂ点からＧ点までの蒸気の冷却とほぼ等しくこ
の冷却の分復水器を小さくでき、さらに、Ｂ点からＧ点
までの冷却を例えば間接式の冷却器を用いた場合に比し
て、緩熱器２３は直接蒸気に水を噴霧するものであり小
型でしかも簡素である。従って、設備の小型化を図れる
ことになる。
【００２９】また、復水器２５内に流入した蒸気は冷却
水により冷却されるとすぐに凝縮するため、蒸気（復
水）と窒素，二酸化炭素等の不純ガスの分離が容易であ
り、真空ポンプ２６により復水器２５内のガスを吸引す
れば、この吸引されたガスはほとんど不純ガスであるの
で、不純ガスの除去を効率的に行えることになる。
水により冷却されるとすぐに凝縮するため、蒸気（復
水）と窒素，二酸化炭素等の不純ガスの分離が容易であ
り、真空ポンプ２６により復水器２５内のガスを吸引す
れば、この吸引されたガスはほとんど不純ガスであるの
で、不純ガスの除去を効率的に行えることになる。
【００３０】さらに、タービン１３の燃焼器１４には水
素製造装置１からの水素リッチガスと酸素だけが供給さ
れて、その燃焼ガスにはほとんど不純ガスが含まれない
ので、そのタービン１３からの排気はほとんどが蒸気で
ある。このため、排気を大気に開放することなく、凝縮
して例えば燃焼ガスの温度調節及びガス化ガスの冷却用
の冷却水として用いられるので、大気への排気を抑制す
ることができる。
素製造装置１からの水素リッチガスと酸素だけが供給さ
れて、その燃焼ガスにはほとんど不純ガスが含まれない
ので、そのタービン１３からの排気はほとんどが蒸気で
ある。このため、排気を大気に開放することなく、凝縮
して例えば燃焼ガスの温度調節及びガス化ガスの冷却用
の冷却水として用いられるので、大気への排気を抑制す
ることができる。
【００３１】また、窒素や二酸化炭素等の不純ガスがほ
とんど含まれない水素リッチガスが燃焼器１４に供給さ
れるため、ガスロスがほとんどなくなり、従来と同じ出
力を得るには少ないガス量ですむので、タービン１３で
の単位消費量あたりの効率が向上することになる。
とんど含まれない水素リッチガスが燃焼器１４に供給さ
れるため、ガスロスがほとんどなくなり、従来と同じ出
力を得るには少ないガス量ですむので、タービン１３で
の単位消費量あたりの効率が向上することになる。
【００３２】さらに、タービン１３を高温高圧の蒸気に
より駆動させ、そこで仕事をした蒸気を復水器２５で凝
縮させるので、さらにタービン１３での出力をアップす
ることが可能となる。
より駆動させ、そこで仕事をした蒸気を復水器２５で凝
縮させるので、さらにタービン１３での出力をアップす
ることが可能となる。
【００３３】すなわち、従来は例えば約1300℃、20ata
のガスによりタービン１３を駆動する場合、ガスが大気
圧になるとタービン１３での仕事が行えなくなるので、
約600℃でガスを排気させ、このガスを熱交換器等で約
100℃まで冷却していた。これに対して、本発明に係る
システムでは、復水器２５内が真空例えば0.2ataになる
ため、タービン１３ではさらにガス圧を0.2ataまで下げ
られるので圧力比５（＝1ata／0.2ata）の仕事を従来よ
り行えるので、タービン１３の出力をアップすることが
できる。この際、復水器２５内を例えば0.2ataの真空に
するのに吸引ポンプ２６を用いたとしても、タービン１
３を駆動するガスは不純ガスをほとんど含まないと共に
そのほとんどが分子量の小さい蒸気であるので、少ない
動力で真空ポンプ２６を駆動させることができる。
のガスによりタービン１３を駆動する場合、ガスが大気
圧になるとタービン１３での仕事が行えなくなるので、
約600℃でガスを排気させ、このガスを熱交換器等で約
100℃まで冷却していた。これに対して、本発明に係る
システムでは、復水器２５内が真空例えば0.2ataになる
ため、タービン１３ではさらにガス圧を0.2ataまで下げ
られるので圧力比５（＝1ata／0.2ata）の仕事を従来よ
り行えるので、タービン１３の出力をアップすることが
できる。この際、復水器２５内を例えば0.2ataの真空に
するのに吸引ポンプ２６を用いたとしても、タービン１
３を駆動するガスは不純ガスをほとんど含まないと共に
そのほとんどが分子量の小さい蒸気であるので、少ない
動力で真空ポンプ２６を駆動させることができる。
【００３４】さらにまた、タービン１３からの排気（排
気蒸気）は、復水器２５で例えば約20〜30℃まで冷却さ
れて凝縮するため、蒸気の顕熱の一部も回収することが
でき、蒸気の熱損失が少なくない。
気蒸気）は、復水器２５で例えば約20〜30℃まで冷却さ
れて凝縮するため、蒸気の顕熱の一部も回収することが
でき、蒸気の熱損失が少なくない。
【００３５】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば、ガス化炉
で生成したガス化ガス中の一酸化炭素をシフト反応にて
水素とし、ガス化ガス中の炭酸ガスを除去して水素リッ
チガスとし、その水素リッチガスと酸素とを燃焼器で燃
焼させて高圧タービンを通して低圧タービンに供給し、
その水素燃焼ガスを真空排気するにあたり、高圧タービ
ンからの過熱蒸気を緩衝器に導入すると共に緩衝器に供
給した復水で冷却して、低圧タービンの排気を湿り蒸気
とすることで、その湿り蒸気を復水器で、容易に凝縮さ
せることができ、これにより排気中に含まれた不純ガス
を効率よく除去できると共に復水器を小さくすることが
でき、設備の小型化を図れる。また復水器で凝縮した水
を、燃焼器に導入することで、燃焼器内での燃焼が高温
になり過ぎることを防止しつつ有効に熱回収することが
できる。という優れた効果を発揮する。
で生成したガス化ガス中の一酸化炭素をシフト反応にて
水素とし、ガス化ガス中の炭酸ガスを除去して水素リッ
チガスとし、その水素リッチガスと酸素とを燃焼器で燃
焼させて高圧タービンを通して低圧タービンに供給し、
その水素燃焼ガスを真空排気するにあたり、高圧タービ
ンからの過熱蒸気を緩衝器に導入すると共に緩衝器に供
給した復水で冷却して、低圧タービンの排気を湿り蒸気
とすることで、その湿り蒸気を復水器で、容易に凝縮さ
せることができ、これにより排気中に含まれた不純ガス
を効率よく除去できると共に復水器を小さくすることが
でき、設備の小型化を図れる。また復水器で凝縮した水
を、燃焼器に導入することで、燃焼器内での燃焼が高温
になり過ぎることを防止しつつ有効に熱回収することが
できる。という優れた効果を発揮する。
【図１】本発明の一実施例を示す構成図である。
【図２】蒸気サイクルについてエントロピーとエンタル
ピーの関係を示す図である。
ピーの関係を示す図である。
１３ タービン １３ａ 高圧タービン １３ｂ 低圧タービン ２２ ガスライン ２３ 緩熱器 ２５ 復水器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 茂 東京都江東区豊洲三丁目２番16号 石川 島播磨重工業株式会社 豊洲総合事務所 内 (56)参考文献 特開 昭63−32110（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−91305（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−269307（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F01K 23/08 F01K 9/00 F02C 3/28
Claims (1)
- 【請求項１】 ガス化炉で生成したＣＯ，Ｈ 2 ，Ｏ 2 ，
ＣＯ 2 を含むガス化ガス中のＣＯを水蒸気でＨ 2 とＣＯ
2 にシフトさせ、そのＣＯ 2 とガス化ガス中のＣＯ 2 と
を除去して水素リッチガスとし、この水素リッチガスと
酸素を燃焼器に供給して燃焼させ、その水素燃焼ガスを
高圧タービンと低圧タービンに供給して発電する発電装
置において、上記高圧タービンからの過熱蒸気を低圧タ
ービンに導くガスラインに、低圧タービンの排気を湿り
蒸気とする緩熱器を設け、その低圧タービンからの排気
を凝縮する復水器を設けると共に、その復水器に真空ポ
ンプ又はエジェクタを接続して復水器に導入された排気
を凝縮させると共に二酸化炭素等の不純ガスを真空ポン
プ等で吸引除去し、その復水器に、凝縮した水を上記緩
衝器に送る復水ラインを設けると共に上記燃焼器に送る
水導入ラインを設けたことを特徴とする発電装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29005692A JP3185411B2 (ja) | 1992-10-28 | 1992-10-28 | 発電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29005692A JP3185411B2 (ja) | 1992-10-28 | 1992-10-28 | 発電装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06137115A JPH06137115A (ja) | 1994-05-17 |
| JP3185411B2 true JP3185411B2 (ja) | 2001-07-09 |
Family
ID=17751221
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29005692A Expired - Fee Related JP3185411B2 (ja) | 1992-10-28 | 1992-10-28 | 発電装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3185411B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10480764B2 (en) | 2016-01-07 | 2019-11-19 | Michael W. May | Connector system for lighting assembly |
| US11162667B2 (en) | 2012-04-05 | 2021-11-02 | Michael W. May | Illuminating assembly |
| US11713853B2 (en) | 2016-02-09 | 2023-08-01 | Dva Holdings Llc | Networked LED lighting system |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2540583A1 (en) * | 2003-09-30 | 2005-04-07 | Bhp Billiton Innovation Pty Ltd | Power generation |
| US20120055168A1 (en) * | 2010-09-08 | 2012-03-08 | General Electric Company | System and method for producing hydrogen rich fuel |
-
1992
- 1992-10-28 JP JP29005692A patent/JP3185411B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11162667B2 (en) | 2012-04-05 | 2021-11-02 | Michael W. May | Illuminating assembly |
| US10480764B2 (en) | 2016-01-07 | 2019-11-19 | Michael W. May | Connector system for lighting assembly |
| US10488027B2 (en) | 2016-01-07 | 2019-11-26 | Michael W. May | Connector system for lighting assembly |
| US11193664B2 (en) | 2016-01-07 | 2021-12-07 | Michael W. May | Connector system for lighting assembly |
| US11655971B2 (en) | 2016-01-07 | 2023-05-23 | Dva Holdings Llc | Connector system for lighting assembly |
| US11713853B2 (en) | 2016-02-09 | 2023-08-01 | Dva Holdings Llc | Networked LED lighting system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06137115A (ja) | 1994-05-17 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |