JP3922830B2 - 火力発電プラント - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、火力発電プラントに係り、特にガスタービンから排出される二酸化炭素を含む排ガスから二酸化炭素を効果的に分離回収させる火力発電プラントに関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、ガスタービンプラント単体またはガスタービンプラントに排熱回収ボイラおよび蒸気タービンプラントを組み合せたコンバインドサイクル発電プラント等の火力発電プラントは、天然ガス、石油ガスまたは石炭ガスなどの炭素成分を含む化石燃料を使用している。これら化石燃料は、通常、一酸化炭素、炭素または他の水素炭化物から組成されている。
【０００３】
したがって、空気の存在の下、燃料を燃焼させた後の燃焼ガスは、窒素ガスおよび酸素ガスに加えて二酸化炭素，酸化窒素，酸化硫黄などのガスを含んでいる。このような二酸化炭素，酸化窒素，酸化硫黄などのような有害なガスを大気中に排出することは、地球の温暖化または環境汚染上、地球レベルでの社会問題になっている。
【０００４】
ところで、酸化窒素，酸化硫黄などのガスの処理方法は、技術の進展に伴って既に法律規制値以内に収めることができるようになっているが、二酸化炭素の処理方法は、その取扱い量が膨大であるため、未だ良好な解決手段が見い出されていないのが現状である。
【０００５】
最近、燃焼後に大気中に排出されるガスから二酸化炭素を処理する手段として排ガス中から二酸化炭素を選択的に吸収する溶剤が提案されている。この溶剤は、吸収した二酸化炭素を加熱すると、容易に二酸化炭素を放出する性質を利用したものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述したような溶剤を利用して二酸化炭素を処理する手段は、以下のような課題がある。すなわち、第１に二酸化炭素は、溶剤に接触させることにより吸収されるものの、接触時間を無限にとることができないため、発電プラントの稼動中、常に排ガスと溶剤とを接触させておくことが困難である。このため、二酸化炭素の成分は排ガス中に回収されないまま残り、大気中に放出される可能性がある。
【０００７】
第２に、発電プラントにおいては、膨大量の二酸化炭素が発生するため、二酸化炭素を回収するのに要する溶剤も膨大な量となり、その溶剤を加熱するために多大な熱エネルギーが必要となる。
【０００８】
したがって、従来の方法において、二酸化炭素回収システムそれ自体が非常にコスト高となり、それを駆動するためのコストも莫大となる。
【０００９】
一方、別の観点から観た場合、太陽エネルギーなどの再生可能なエネルギーを利用して水素を生成し、その水素を燃料に使用する手段や、閉ループにおいて二酸化炭素に水蒸気を加え、その混合気を循環させる間に水蒸気を凝縮させて二酸化炭素を分離する手段などが提案されているものの、構造が複雑化し、未だ実験室レベルの段階であり、実用化への途は遠い。
【００１０】
本発明は、上記事情を考慮してなされたもので、所定の温度になると二酸化炭素を吸収し、所定の高温度になると二酸化炭素を放出する性質を持ったガス吸収放出材を巧みに利用して二酸化炭素を効果的に分離回収させる火力発電プラントを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る火力発電プラントは、上記目的を達成するために、請求項１の発明は、炭化水素燃料に水を加えて加熱させ、水素と二酸化炭素の混合ガスに改質させる改質器を備え、この改質器は、その出口側を主燃料系と副燃料系とに区分けし、主燃料系および副燃料系ともにガスタービンプラントに至る間に、改質燃料の流れに沿って順に二酸化炭素を吸収放出するガス吸収放出装置と、放出ガス処理回収部と、起動用燃料供給部とを備え、上記ガス吸収放出装置は、予め定められた温度になると二酸化炭素を吸収し、予め定められた高温度になると吸収していた二酸化炭素を放出する性質を持ったガス吸収放出材を充填するとともに、上記主燃料系および上記副燃料系のそれぞれに設けた上記ガス吸収放出装置は、上記ガスタービンプラントの排気ダクト内に設置し、二酸化炭素を吸収させるとき、上記ガスタービンプラントから排出される排ガスで上記ガス吸収放出材を加熱させ、二酸化炭素を放出させるとき、上記ガスタービンプラントのガスタービンの中間段落から抽気した抽気ガスで上記ガス吸収放出装置を加熱させることをものである。
【００１９】
本発明に係る火力発電プラントは、上記目的を達成するために、請求項２の発明は、主燃料系および副燃料系のそれぞれに設けたガス吸収放出装置のうち、主燃料系に設けたガス吸収放出装置で改質燃料に含まれている二酸化炭素を吸収させるとともに、副燃料系に設けたガス吸収放出装置で吸収した二酸化炭素を放出させるものである。
【００２０】
本発明に係る火力発電プラントは、上記目的を達成するために、請求項３の発明は、改質燃料に含まれている二酸化炭素の吸収および放出を、主燃料系に設けたガス吸収放出装置と副燃料系に設けたガス吸収放出装置とで交互に行わせるものである。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る火力発電プラントの実施形態を図面および図面に付した符号を引用して説明する。
【００２９】
図１は、本発明に係る火力発電プラントの第１実施形態を示す概略系統図である。
【００３０】
本実施形態に係る火力発電プラントは、ガスタービンプラント１と燃料部６とを備えて構成される。
【００３１】
ガスタービンプラント１は、空気圧縮機２、ガスタービン燃焼器３、ガスタービン４、発電機等の被駆動機５を備え、空気圧縮機２で吸い込んだ空気（大気）ＡＲを圧縮して高圧化し、その高圧空気を燃料部６から供給された水素に富んだ燃料Ｆとともにガスタービン燃焼器３に供給し、ここで生成した燃焼ガスをガスタービン４で膨張仕事をさせて動力を発生させ、被駆動機５を駆動させている。
【００３２】
また、燃料部６は、炭化水素燃料を水素と二酸化炭素の混合ガスに改質させ、改質させた混合ガスのうち、二酸化炭素を吸収し、水素に富んだ燃料Ｆをガスタービンプラント１のガスタービン燃焼器３に供給する燃料改質供給部６ａと、吸収した二酸化炭素を放出させて回収する放出ガス処理回収部６ｂと、ガスタービンプラント１の起動運転時、燃料を投入する起動用燃料供給部６ｃとを備えている。
【００３３】
燃料改質供給部６ａは、ガスタービンプラント１の排気ダクト７に収容した改質器８に燃料としての炭化水素燃料を供給する燃料供給部９と炭化水素燃料を改質させるに必要な水を供給する水供給部１４とを備えている。
【００３４】
燃料供給部９は、炭化水素燃料の流れに沿って順に、燃料タンク１０、燃料ポンプ１１、燃料流量調整弁１２、燃料流量検出器１３を備えている。
【００３５】
また、水供給部１４は、水の流れに沿って順に、水タンク１５、水ポンプ１６、水流量調整弁１７、水流量検出器１８を備えている。
【００３６】
また、燃料供給部９および水供給部１４は、演算器１９を備え、燃料流量検出器１３および水流量検出器１８のそれぞれから検出した信号に基づいて演算し、その演算信号に予め定められた設定信号を突き合せ、偏差が出たとき、その偏差に基づいて弁開度信号を演算して燃料流量調整弁１２および水流量調整弁１７のそれぞれに与え、燃料流量調整弁１２および粋流量調整弁１７を開閉制御させるようになっている。
【００３７】
なお、水供給部１４の水タンク１５には、水浄化部２０が設けられている。この水浄化部２０は、水分離装置２１、ポンプ２２、水浄化装置２３を備え、排気ダクト７から案内されたドレンを水分離装置２１で水とガスに分離させ、分離後の水をポンプ２２を介して水浄化装置２３で浄化し、浄水として水タンク１５に供給する一方、分離後のガスを煙突２４を介して大気に放出している。
【００３８】
また、燃料改質供給部６ａは、ガスタービンプラント１の排気ダクト７に収容した改質器８の出口側に、通常時等に実施する主燃料系２５ａと、不測の事態が発生した時等に実施する副燃料系２５ｂとを設け、燃料供給部９から供給された炭化水素燃料と水供給部１４から供給された水とを基に、改質器８で水素と二酸化炭素の混合ガスに改質させ、改質させた燃料のうち、水素に富んだ改質燃料Ｆを主燃料系２５ａまたは副燃料系２５ｂを介してガスタービンプラント１のガスタービン燃焼器３に供給するようになっている。
【００３９】
主燃料系２５ａおよび副燃料系２５ｂは、ともに、燃料の流れに沿って順に、燃料入口弁２６ａ，２６ｂ、ガス吸収放出材２７ａ，２７ｂを充填したがガス吸収放出装置２８ａ，２８ｂ、ガス濃度検出器２９ａ，２９ｂ、燃料出口弁３０ａ，３０ｂを備えている。
【００４０】
ガス吸収放出材２７ａ，２７ｂは、例えばリチウム化合物であり、約５００℃の温度に維持させると二酸化炭素と反応し炭酸化合物を生成して二酸化炭素を吸収し、約７００℃の温度に加熱すると炭酸化合物が分解し、二酸化炭素を放出する性質を持っている。このため、燃料改質供給部６ａは、ガスタービンプラント１の排気ダクト７に収容したガス吸収放出装置２８ａ，２８ｂを約５００℃に加温させてガス吸収放出材２７ａ，２７ｂに二酸化炭素を吸収させる熱源としての排ガスをガスタービン４から排気ダクト７に案内する排ガス通路３１と、ガス吸収放出装置２８ａ，２８ｂを約７００℃に加温させてガス吸収放出材２７ａ，２７ｂで吸収させた二酸化炭素を放出させる熱源としての抽気ガスをガスタービンの中間段落からガス吸収放出装置２８ａ，２８ｂに案内する抽気ガス弁３３ａ，３３ｂを備えた抽気ガス通路３２ａ，３２ｂを設けている。
【００４１】
一方、放出ガス処理回収部６ｂは、燃料改質供給部６ａの主燃料系２５ａおよび副燃料系２５ｂのそれぞれから分岐した放出ガス系３４に放出ガス弁３５ａ，３５ｂ、ガス圧縮機３６、冷却器３７、ガス回収部３８を備え、ガス吸収放出装置２８ａ，２８ｂから放出された二酸化炭素をガス圧縮機３６で圧縮して高圧化し、その高圧二酸化炭素を冷却器３７で冷却した後、ガス回収タンク３８に回収させるようになっている。
【００４２】
また、燃料改質供給部６ａおよび放出ガス処理回収部６ｂは、共用の二酸化炭素用演算器３９を備え、主燃料系２５ａおよび副燃料系２５ｂのそれぞれに設けたガス濃度検出器２９ａ，２９ｂから検出した二酸化炭素濃度信号を基に二酸化炭素用演算器３９で演算し、その演算信号を予め定められた設定信号に突き合せ、偏差が出たとき、偏差に基づいて演算した弁開閉信号を主燃料系２５ａおよび副燃料系２５ｂの燃料入口弁２６ａ，２６ｂ、燃料出口弁２８ａ，２８ｂ、放出ガス系３４の放出ガス弁３５ａ，３５ｂ、抽気ガス通路３２ａ，３２ｂの抽気ガス弁３３ａ，３３ｂのそれぞれに与えて各弁２６ａ，２６ｂ，３０ａ，３０ｂ，３３ａ，３３ｂ，３５ａ，３５ｂを開閉制御させるようになっている。なお、各弁２６ａ，２６ｂ，３０ａ，…のうち、白抜きの弁２６ａ，３０ａ，３３ａ，３５ａは、開弁状態を、また黒塗りの弁２６ｂ，３０ｂ，３３ｂ，３５ｂは閉弁状態をそれぞれ示している。
【００４３】
他方、起動用燃料供給部６ｃは、起動用弁４０、逆止弁４１、起動用燃料タンク４２を備え、ガスタービンプラント１の定格運転時、起動用弁４０を閉弁させ、主燃料系２５ａまたは副燃料系２５ｂから供給された水素に富む一部の燃料を起動用燃料タンク４２に貯えておき、ガスタービンプラント１の起動運転時、使用するようになっている。
【００４４】
次に作用を説明する。
【００４５】
起動運転時、ガスタービンプラント１は、ガスタービン燃焼器３に供給された空気圧縮機２からの高圧空気と、起動用燃料供給部６ｃの起動用燃料タンク４２に予め貯えていた水素に富む改質燃料Ｆとで燃焼ガスを生成し、その燃焼ガスをガスタービン４で膨張仕事をさせ、被駆動機５を駆動する。この間、ガスタービンプラント１は、膨張仕事を終えた燃焼ガスとしての排ガスを排ガス通路３１を介して排気ダクト７に供給し、ここでガス吸収放出装置２８ａ，２８ｂに充填するガス吸収放出材２７ａ，２７ｂ、例えばリチウム化合物を約５００℃の温度で加熱させる。
【００４６】
一方、燃料改質供給部６ａは、演算器１９で適正流量に制御させた燃料供給部９からの炭化水素燃料と、演算器１９で適正流量に制御させた水供給部１４および水浄化部２０からの水とを改質器８に供給し、ここで炭化水素燃料と水とを反応させて水素と二酸化炭素の混合ガスに改質させる。
【００４７】
改質させた混合ガスは、主燃料系２５ａの燃料入口弁２６ａを介してガス吸収放出材２７ａを充填したガス吸収放出装置２８ａに供給され、ここで混合ガスのうち、二酸化炭素をガス吸収放出材２７ａで吸収させ、残りの水素に富んだ改質燃料Ｆを二酸化炭素用演算器３９で制御させた燃料出口弁３０ａを介してガスタービン燃焼器３に供給される。この間、副燃料系２５ｂは、ガスタービン４の中間段落からの抽気ガスを抽気ガス通路３２ａ、抽気ガス弁３３ａを介してガス吸収放出装置２８ｂのガス吸収放出材２７ｂに供給し、ガス吸収放出材２７ｂを約７００℃に加温させて二酸化炭素を放出させ、その二酸化炭素を二酸化炭素用演算器３９で制御させた放出ガス弁３５ａ、放出ガス系３４を介して放出ガス処理回収部６ｂのガス回収タンク３８に回収させる。なお、燃料改質供給部６ａは、主燃料系２５ａのガス吸収放出材２７ａで二酸化炭素を吸収させているが、主燃料系２５ａに不測の事態が発生した場合、副燃料系２５ｂに切り換えてもよく、また、二酸化炭素を適正量に吸収放出させる場合、主燃料系２５ａと副燃料系２５ｂとを交互に使い分けてもよい。
【００４８】
このように、本実施形態は、ガスタービンプラント１に設けた燃料部６を、燃料改質供給部６ａ、放出ガス処理回収部６ｂ、起動用燃料供給部６ｃで構成するとともに、燃料改質供給部６ａに組み込んだガス吸収放出材２７ａ，２７ｂの性質を巧みに利用して炭化水素燃料に含まれる二酸化炭素を効果的に吸収回収させたので、非常に少ないエネルギで二酸化炭素を確実に吸収回収することができ、環境汚染の要因となる二酸化炭素の排出量を極めて少なくさせたガスタービンプラントを実現することができる。
なお、炭化水素燃料に水を加えて加熱させ、水素と二酸化炭素の混合ガスに改質させる改質器と、この改質器で改質させた改質燃料のうち、二酸化炭素を吸収させる手段と、残った水素に富んだ燃料を使用する個々の手段は、特開平４−３３４７２９号公報、特開平１１−７２００９号公報、特開平１０−２４９１５２号公報等に記載の技術を使うことができる。
【００４９】
図２は、ガスタービンプラントに排熱回収ボイラおよび蒸気タービンプラントを組み合せたコンバインドサイクル発電プラントを一例に採った火力発電プラントの第２実施形態を示す概略系統図である。なお、第１実施形態の構成部分と同一部分には同一符号を付す。
【００５０】
本実施形態に係る火力発電プラントは、ガスタービンプラント１、排熱回収ボイラ４３、蒸気タービンプラント４４を備えて構成される。
【００５１】
ガスタービンプラント１は、空気圧縮機２から供給される高圧空気と、燃料改質供給部６ａから供給される水素に富んだ改質燃料Ｆとを下にガスタービン燃焼器３で燃焼ガスを生成し、その燃焼ガスをガスタービン４で膨張仕事をさせて動力を発生させている。
【００５２】
排熱回収ボイラ４３は、長筒状のケーシング４５に収容され、ガスタービンプラント１のガスタービン４から排気ダクト７を介して供給される熱源としての排ガス（排熱）の流れに沿って順に過熱器４６、蒸気ドラム４７を備えた蒸発器４８、節炭器４９、煙突２４を備え、蒸気タービンプラント４４から供給された給水を節炭器４９、蒸発器４８、過熱器４６で排ガスと順次熱交換させ、蒸気を発生させるようにしている。
【００５３】
蒸気タービンプラント４４は、蒸気タービン５０、被駆動機５１、復水器５２、給水ポンプ５３を備え、蒸気タービン５０で排熱回収ボイラ４３の過熱器４６から供給された蒸気に膨張仕事をさせて被駆動機５１を駆動し、膨張仕事を終えたタービン排気を復水器５２で凝縮させ、その凝縮水を放出ガス処理回収部６ｂの冷却器３７を介して排熱回収ボイラ４３の節炭器４９に供給している。
【００５４】
放出ガス処理回収部６ｂは、燃料改質供給部６ａからの二酸化炭素を処理回収させる放出ガス系３４を備えている。この放出ガス系３４は、放出ガス弁３５ａ，３５ｂ、ガス圧縮機３６、冷却器３７、ガス回収タンク３８を備え、燃料改質供給部６ａから放出される二酸化炭素を圧縮凝縮させて回収している。
【００５５】
一方、排熱回収ボイラ４３には、燃料改質供給部６ａが組み込まれている。この燃料改質供給部６ａは、第１実施形態と同様に、水タンク１５、水ポンプ１６からなる水供給部１４と、燃料タンク１０、燃料ポンプ１１からなる燃料供給部９と、出口側を主燃料系２５ａと副燃料系２５ｂとに区分けした改質器８とを備えている。
【００５６】
また、主燃料系２５ａおよび副燃料系２５ｂは、ともに第１実施形態と同様に、燃料入口弁２６ａ，２６ｂと、ガス吸収放出材２７ａ，２７ｂを充填したガス吸収放出装置２８ａ，２８ｂと、燃料出口弁３０ａ，３０ｂとを備えている。
【００５７】
また、燃料改質供給部６ａは、ガス吸収放出装置２８ａ，２８ｂをガスタービンプラント１のガスタービン４の中間段落に抽気ガス弁３３ａ，３３ｂを介して接続する抽気ガス通路３２ａ，３２ｂを備え、ガスタービン４の中間段落から抽気した抽気ガスを熱源としてガス吸収放出装置２８ａ，２８ｂを約７００℃に加温させ、予め吸収させていた二酸化炭素を放出ガス処理回収部６ｂの放出ガス系３４に供給させるようにしている。
【００５８】
また、燃料改質供給部６ａは、改質器８を排熱回収ボイラ４３の節炭器４９と蒸発器４８との中間位置に設置するとともに、ガス吸収放出装置２８ａ，２８ｂを蒸発器４８と過熱器４６との中間位置に設置する。改質器８を節炭器４９と蒸発器４８との中間位置に設置するのは、ここを通過するガスタービン４から排気ダクト７を介して供給される排ガスの温度が約３００℃であり、炭化水素燃料を水素と二酸化炭素の混合ガスに改質させるに適した温度になっているからである。また、ガス吸収放出装置２８ａ，２８ｂを蒸発器４８と加熱器４６との中間位置に設置するのは、ここを通過するガスタービン４から排気ダクト７を介して供給される排ガスの温度が約５００℃であり、二酸化炭素をガス吸収放出装置２８ａ，２８ｂのガス吸収放出材２７ａ，２７ｂに吸収させるに好ましい温度になっていることに基づく。
【００５９】
このように、本実施形態は、燃料改質供給部６ａの改質器８を排熱回収ボイラ４３の蒸発器４８と節炭器４９との中間位置に設置して燃料を改質させるに必要な温度を確保させるとともに、ガス吸収放出材２７ａ，２７ｂを充填させたガス吸収放出装置２８ａ，２８ｂを排熱回収ボイラ４３の過熱器４６と蒸発器４８との中間位置に設置して改質燃料のうち、二酸化炭素をガス吸収放出材２７ａ，２７ｂに吸収させるに必要な温度を確保させる一方、二酸化炭素の持った熱を放出ガス処理回収部６ｂで回収させたので、排熱回収ボイラ４３からのエネルギの有効活用を図ってエネルギで二酸化炭素を確実に吸収回収させることができ、ひいてはプラント熱効率を向上させることができる。
【００６０】
図３は、ガスタービンプラントに排熱回収ボイラおよび蒸気タービンプラントを組み合せたコンバインドサイクル発電プラントを一例に採った火力発電プラントの第３実施形態を示す概略系統図である。なお、第１実施形態の構成部分と同一部分には同一符号を付す。
【００６１】
本実施形態に係る火力発電プラントは、排熱回収ボイラ４３に組み込んだ燃料改質供給部６ａのうち、改質器８に排熱回収ボイラ４３の蒸気ドラム４７から抽気した蒸気を供給する蒸気供給系５４を設け、炭化水素燃料を水素と二酸化炭素の混合ガスに改質させる熱源を確保したものである。
【００６２】
また、本実施形態に係る火力発電プラントは、排熱回収ボイラ４３の排ガスに含まれるドレンを凝縮させて蒸気タービンプラント４４の給水ポンプ５３の入口側に回収させる水分離装置２１と水浄化装置２３とを備えた水浄化部２０を設けたものである。
【００６３】
このように、本実施形態は、改質器８に蒸気ドラム４７から抽気した蒸気を供給する蒸気供給系５４を設けて燃料を改質させるに必要な温度を確保するとともに、排ガスに含まれているドレンを凝縮浄化して蒸気タービンプラント４４に回収させる水浄化部２０を設けたので、少ないエネルギを有効に活用して改質燃料に含まれている二酸化炭素を確実に吸収回収することができ、ひいてはプラント熱効率を向上させることができる。
【００６４】
【発明の効果】
以上の説明のとおり、本発明に係る火力発電プラントは、予め定められた温度になると二酸化炭素を吸収し、予め定められた温度になると吸収した二酸化炭素を放出させる性質を持ったガス吸収放出材を巧みに利用して改質させた燃料のうち、二酸化炭素を吸収回収させたので、環境汚染の要因となる二酸化炭素の排出量を低く抑えた運転をすることができる。
【００６５】
また、本発明に係る火力発電プラントは、二酸化炭素を回収放出させるガス吸収放出材の熱源としてガスタービンプラントからの排ガスを利用しているので、少ないエネルギでも二酸化炭素を確実に吸収回収することができ、ひいてはプラント熱効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る火力発電プラントの第１実施形態を示す概略系統図。
【図２】本発明に係る火力発電プラントの第２実施形態を示す概略系統図。
【図３】本発明に係る火力発電プラントの第３実施形態を示す概略系統図。
【符号の説明】
１ ガスタービンプラント
２ 空気圧縮機
３ ガスタービン燃焼器
４ ガスタービン
５ 被駆動機
６ 燃料部
６ａ 燃料改質供給部
６ｂ 放出ガス処理回収部
６ｃ 起動用燃料供給部
７ 排気ダクト
８ 改質器
９ 燃料供給部
１０ 燃料タンク
１１ 燃料ポンプ
１２ 燃料流量調整弁
１３ 燃料流量検出器
１４ 水供給部
１５ 水タンク
１６ 水ポンプ
１７ 水流量調整弁
１８ 水流量検出器
１９ 演算器
２０ 水浄化部
２１ 水分離装置
２２ ポンプ
２３ 水浄化装置
２４ 煙突
２５ａ 主燃料系
２５ｂ 副燃料系
２６ａ，２６ｂ 燃料入口弁
２７ａ，２７ｂ ガス吸収放出材
２８ａ，２８ｂ ガス吸収放出装置
２９ａ，２９ｂ ガス濃度検出器
３０ａ，３０ｂ 燃料出口弁
３１ 排ガス通路
３２ａ，３２ｂ 抽気ガス通路
３３ａ，３３ｂ 抽気ガス弁
３４ 放出ガス系
３５ａ，３５ｂ 放出ガス弁
３６ ガス圧縮機
３７ 冷却器
３８ ガス回収タンク
３９ 二酸化炭素用演算器
４０ 起動用弁
４１ 逆止弁
４２ 起動用燃料タンク
４３ 排熱回収ボイラ
４４ 蒸気タービンプラント
４５ ケーシング
４６ 過熱器
４７ 蒸気ドラム
４８ 蒸発器
４９ 節炭器
５０ 蒸気タービン
５１ 被駆動機
５２ 復水器
５３ 給水ポンプ
５４ 蒸気供給系
【発明の属する技術分野】
本発明は、火力発電プラントに係り、特にガスタービンから排出される二酸化炭素を含む排ガスから二酸化炭素を効果的に分離回収させる火力発電プラントに関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、ガスタービンプラント単体またはガスタービンプラントに排熱回収ボイラおよび蒸気タービンプラントを組み合せたコンバインドサイクル発電プラント等の火力発電プラントは、天然ガス、石油ガスまたは石炭ガスなどの炭素成分を含む化石燃料を使用している。これら化石燃料は、通常、一酸化炭素、炭素または他の水素炭化物から組成されている。
【０００３】
したがって、空気の存在の下、燃料を燃焼させた後の燃焼ガスは、窒素ガスおよび酸素ガスに加えて二酸化炭素，酸化窒素，酸化硫黄などのガスを含んでいる。このような二酸化炭素，酸化窒素，酸化硫黄などのような有害なガスを大気中に排出することは、地球の温暖化または環境汚染上、地球レベルでの社会問題になっている。
【０００４】
ところで、酸化窒素，酸化硫黄などのガスの処理方法は、技術の進展に伴って既に法律規制値以内に収めることができるようになっているが、二酸化炭素の処理方法は、その取扱い量が膨大であるため、未だ良好な解決手段が見い出されていないのが現状である。
【０００５】
最近、燃焼後に大気中に排出されるガスから二酸化炭素を処理する手段として排ガス中から二酸化炭素を選択的に吸収する溶剤が提案されている。この溶剤は、吸収した二酸化炭素を加熱すると、容易に二酸化炭素を放出する性質を利用したものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述したような溶剤を利用して二酸化炭素を処理する手段は、以下のような課題がある。すなわち、第１に二酸化炭素は、溶剤に接触させることにより吸収されるものの、接触時間を無限にとることができないため、発電プラントの稼動中、常に排ガスと溶剤とを接触させておくことが困難である。このため、二酸化炭素の成分は排ガス中に回収されないまま残り、大気中に放出される可能性がある。
【０００７】
第２に、発電プラントにおいては、膨大量の二酸化炭素が発生するため、二酸化炭素を回収するのに要する溶剤も膨大な量となり、その溶剤を加熱するために多大な熱エネルギーが必要となる。
【０００８】
したがって、従来の方法において、二酸化炭素回収システムそれ自体が非常にコスト高となり、それを駆動するためのコストも莫大となる。
【０００９】
一方、別の観点から観た場合、太陽エネルギーなどの再生可能なエネルギーを利用して水素を生成し、その水素を燃料に使用する手段や、閉ループにおいて二酸化炭素に水蒸気を加え、その混合気を循環させる間に水蒸気を凝縮させて二酸化炭素を分離する手段などが提案されているものの、構造が複雑化し、未だ実験室レベルの段階であり、実用化への途は遠い。
【００１０】
本発明は、上記事情を考慮してなされたもので、所定の温度になると二酸化炭素を吸収し、所定の高温度になると二酸化炭素を放出する性質を持ったガス吸収放出材を巧みに利用して二酸化炭素を効果的に分離回収させる火力発電プラントを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る火力発電プラントは、上記目的を達成するために、請求項１の発明は、炭化水素燃料に水を加えて加熱させ、水素と二酸化炭素の混合ガスに改質させる改質器を備え、この改質器は、その出口側を主燃料系と副燃料系とに区分けし、主燃料系および副燃料系ともにガスタービンプラントに至る間に、改質燃料の流れに沿って順に二酸化炭素を吸収放出するガス吸収放出装置と、放出ガス処理回収部と、起動用燃料供給部とを備え、上記ガス吸収放出装置は、予め定められた温度になると二酸化炭素を吸収し、予め定められた高温度になると吸収していた二酸化炭素を放出する性質を持ったガス吸収放出材を充填するとともに、上記主燃料系および上記副燃料系のそれぞれに設けた上記ガス吸収放出装置は、上記ガスタービンプラントの排気ダクト内に設置し、二酸化炭素を吸収させるとき、上記ガスタービンプラントから排出される排ガスで上記ガス吸収放出材を加熱させ、二酸化炭素を放出させるとき、上記ガスタービンプラントのガスタービンの中間段落から抽気した抽気ガスで上記ガス吸収放出装置を加熱させることをものである。
【００１９】
本発明に係る火力発電プラントは、上記目的を達成するために、請求項２の発明は、主燃料系および副燃料系のそれぞれに設けたガス吸収放出装置のうち、主燃料系に設けたガス吸収放出装置で改質燃料に含まれている二酸化炭素を吸収させるとともに、副燃料系に設けたガス吸収放出装置で吸収した二酸化炭素を放出させるものである。
【００２０】
本発明に係る火力発電プラントは、上記目的を達成するために、請求項３の発明は、改質燃料に含まれている二酸化炭素の吸収および放出を、主燃料系に設けたガス吸収放出装置と副燃料系に設けたガス吸収放出装置とで交互に行わせるものである。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る火力発電プラントの実施形態を図面および図面に付した符号を引用して説明する。
【００２９】
図１は、本発明に係る火力発電プラントの第１実施形態を示す概略系統図である。
【００３０】
本実施形態に係る火力発電プラントは、ガスタービンプラント１と燃料部６とを備えて構成される。
【００３１】
ガスタービンプラント１は、空気圧縮機２、ガスタービン燃焼器３、ガスタービン４、発電機等の被駆動機５を備え、空気圧縮機２で吸い込んだ空気（大気）ＡＲを圧縮して高圧化し、その高圧空気を燃料部６から供給された水素に富んだ燃料Ｆとともにガスタービン燃焼器３に供給し、ここで生成した燃焼ガスをガスタービン４で膨張仕事をさせて動力を発生させ、被駆動機５を駆動させている。
【００３２】
また、燃料部６は、炭化水素燃料を水素と二酸化炭素の混合ガスに改質させ、改質させた混合ガスのうち、二酸化炭素を吸収し、水素に富んだ燃料Ｆをガスタービンプラント１のガスタービン燃焼器３に供給する燃料改質供給部６ａと、吸収した二酸化炭素を放出させて回収する放出ガス処理回収部６ｂと、ガスタービンプラント１の起動運転時、燃料を投入する起動用燃料供給部６ｃとを備えている。
【００３３】
燃料改質供給部６ａは、ガスタービンプラント１の排気ダクト７に収容した改質器８に燃料としての炭化水素燃料を供給する燃料供給部９と炭化水素燃料を改質させるに必要な水を供給する水供給部１４とを備えている。
【００３４】
燃料供給部９は、炭化水素燃料の流れに沿って順に、燃料タンク１０、燃料ポンプ１１、燃料流量調整弁１２、燃料流量検出器１３を備えている。
【００３５】
また、水供給部１４は、水の流れに沿って順に、水タンク１５、水ポンプ１６、水流量調整弁１７、水流量検出器１８を備えている。
【００３６】
また、燃料供給部９および水供給部１４は、演算器１９を備え、燃料流量検出器１３および水流量検出器１８のそれぞれから検出した信号に基づいて演算し、その演算信号に予め定められた設定信号を突き合せ、偏差が出たとき、その偏差に基づいて弁開度信号を演算して燃料流量調整弁１２および水流量調整弁１７のそれぞれに与え、燃料流量調整弁１２および粋流量調整弁１７を開閉制御させるようになっている。
【００３７】
なお、水供給部１４の水タンク１５には、水浄化部２０が設けられている。この水浄化部２０は、水分離装置２１、ポンプ２２、水浄化装置２３を備え、排気ダクト７から案内されたドレンを水分離装置２１で水とガスに分離させ、分離後の水をポンプ２２を介して水浄化装置２３で浄化し、浄水として水タンク１５に供給する一方、分離後のガスを煙突２４を介して大気に放出している。
【００３８】
また、燃料改質供給部６ａは、ガスタービンプラント１の排気ダクト７に収容した改質器８の出口側に、通常時等に実施する主燃料系２５ａと、不測の事態が発生した時等に実施する副燃料系２５ｂとを設け、燃料供給部９から供給された炭化水素燃料と水供給部１４から供給された水とを基に、改質器８で水素と二酸化炭素の混合ガスに改質させ、改質させた燃料のうち、水素に富んだ改質燃料Ｆを主燃料系２５ａまたは副燃料系２５ｂを介してガスタービンプラント１のガスタービン燃焼器３に供給するようになっている。
【００３９】
主燃料系２５ａおよび副燃料系２５ｂは、ともに、燃料の流れに沿って順に、燃料入口弁２６ａ，２６ｂ、ガス吸収放出材２７ａ，２７ｂを充填したがガス吸収放出装置２８ａ，２８ｂ、ガス濃度検出器２９ａ，２９ｂ、燃料出口弁３０ａ，３０ｂを備えている。
【００４０】
ガス吸収放出材２７ａ，２７ｂは、例えばリチウム化合物であり、約５００℃の温度に維持させると二酸化炭素と反応し炭酸化合物を生成して二酸化炭素を吸収し、約７００℃の温度に加熱すると炭酸化合物が分解し、二酸化炭素を放出する性質を持っている。このため、燃料改質供給部６ａは、ガスタービンプラント１の排気ダクト７に収容したガス吸収放出装置２８ａ，２８ｂを約５００℃に加温させてガス吸収放出材２７ａ，２７ｂに二酸化炭素を吸収させる熱源としての排ガスをガスタービン４から排気ダクト７に案内する排ガス通路３１と、ガス吸収放出装置２８ａ，２８ｂを約７００℃に加温させてガス吸収放出材２７ａ，２７ｂで吸収させた二酸化炭素を放出させる熱源としての抽気ガスをガスタービンの中間段落からガス吸収放出装置２８ａ，２８ｂに案内する抽気ガス弁３３ａ，３３ｂを備えた抽気ガス通路３２ａ，３２ｂを設けている。
【００４１】
一方、放出ガス処理回収部６ｂは、燃料改質供給部６ａの主燃料系２５ａおよび副燃料系２５ｂのそれぞれから分岐した放出ガス系３４に放出ガス弁３５ａ，３５ｂ、ガス圧縮機３６、冷却器３７、ガス回収部３８を備え、ガス吸収放出装置２８ａ，２８ｂから放出された二酸化炭素をガス圧縮機３６で圧縮して高圧化し、その高圧二酸化炭素を冷却器３７で冷却した後、ガス回収タンク３８に回収させるようになっている。
【００４２】
また、燃料改質供給部６ａおよび放出ガス処理回収部６ｂは、共用の二酸化炭素用演算器３９を備え、主燃料系２５ａおよび副燃料系２５ｂのそれぞれに設けたガス濃度検出器２９ａ，２９ｂから検出した二酸化炭素濃度信号を基に二酸化炭素用演算器３９で演算し、その演算信号を予め定められた設定信号に突き合せ、偏差が出たとき、偏差に基づいて演算した弁開閉信号を主燃料系２５ａおよび副燃料系２５ｂの燃料入口弁２６ａ，２６ｂ、燃料出口弁２８ａ，２８ｂ、放出ガス系３４の放出ガス弁３５ａ，３５ｂ、抽気ガス通路３２ａ，３２ｂの抽気ガス弁３３ａ，３３ｂのそれぞれに与えて各弁２６ａ，２６ｂ，３０ａ，３０ｂ，３３ａ，３３ｂ，３５ａ，３５ｂを開閉制御させるようになっている。なお、各弁２６ａ，２６ｂ，３０ａ，…のうち、白抜きの弁２６ａ，３０ａ，３３ａ，３５ａは、開弁状態を、また黒塗りの弁２６ｂ，３０ｂ，３３ｂ，３５ｂは閉弁状態をそれぞれ示している。
【００４３】
他方、起動用燃料供給部６ｃは、起動用弁４０、逆止弁４１、起動用燃料タンク４２を備え、ガスタービンプラント１の定格運転時、起動用弁４０を閉弁させ、主燃料系２５ａまたは副燃料系２５ｂから供給された水素に富む一部の燃料を起動用燃料タンク４２に貯えておき、ガスタービンプラント１の起動運転時、使用するようになっている。
【００４４】
次に作用を説明する。
【００４５】
起動運転時、ガスタービンプラント１は、ガスタービン燃焼器３に供給された空気圧縮機２からの高圧空気と、起動用燃料供給部６ｃの起動用燃料タンク４２に予め貯えていた水素に富む改質燃料Ｆとで燃焼ガスを生成し、その燃焼ガスをガスタービン４で膨張仕事をさせ、被駆動機５を駆動する。この間、ガスタービンプラント１は、膨張仕事を終えた燃焼ガスとしての排ガスを排ガス通路３１を介して排気ダクト７に供給し、ここでガス吸収放出装置２８ａ，２８ｂに充填するガス吸収放出材２７ａ，２７ｂ、例えばリチウム化合物を約５００℃の温度で加熱させる。
【００４６】
一方、燃料改質供給部６ａは、演算器１９で適正流量に制御させた燃料供給部９からの炭化水素燃料と、演算器１９で適正流量に制御させた水供給部１４および水浄化部２０からの水とを改質器８に供給し、ここで炭化水素燃料と水とを反応させて水素と二酸化炭素の混合ガスに改質させる。
【００４７】
改質させた混合ガスは、主燃料系２５ａの燃料入口弁２６ａを介してガス吸収放出材２７ａを充填したガス吸収放出装置２８ａに供給され、ここで混合ガスのうち、二酸化炭素をガス吸収放出材２７ａで吸収させ、残りの水素に富んだ改質燃料Ｆを二酸化炭素用演算器３９で制御させた燃料出口弁３０ａを介してガスタービン燃焼器３に供給される。この間、副燃料系２５ｂは、ガスタービン４の中間段落からの抽気ガスを抽気ガス通路３２ａ、抽気ガス弁３３ａを介してガス吸収放出装置２８ｂのガス吸収放出材２７ｂに供給し、ガス吸収放出材２７ｂを約７００℃に加温させて二酸化炭素を放出させ、その二酸化炭素を二酸化炭素用演算器３９で制御させた放出ガス弁３５ａ、放出ガス系３４を介して放出ガス処理回収部６ｂのガス回収タンク３８に回収させる。なお、燃料改質供給部６ａは、主燃料系２５ａのガス吸収放出材２７ａで二酸化炭素を吸収させているが、主燃料系２５ａに不測の事態が発生した場合、副燃料系２５ｂに切り換えてもよく、また、二酸化炭素を適正量に吸収放出させる場合、主燃料系２５ａと副燃料系２５ｂとを交互に使い分けてもよい。
【００４８】
このように、本実施形態は、ガスタービンプラント１に設けた燃料部６を、燃料改質供給部６ａ、放出ガス処理回収部６ｂ、起動用燃料供給部６ｃで構成するとともに、燃料改質供給部６ａに組み込んだガス吸収放出材２７ａ，２７ｂの性質を巧みに利用して炭化水素燃料に含まれる二酸化炭素を効果的に吸収回収させたので、非常に少ないエネルギで二酸化炭素を確実に吸収回収することができ、環境汚染の要因となる二酸化炭素の排出量を極めて少なくさせたガスタービンプラントを実現することができる。
なお、炭化水素燃料に水を加えて加熱させ、水素と二酸化炭素の混合ガスに改質させる改質器と、この改質器で改質させた改質燃料のうち、二酸化炭素を吸収させる手段と、残った水素に富んだ燃料を使用する個々の手段は、特開平４−３３４７２９号公報、特開平１１−７２００９号公報、特開平１０−２４９１５２号公報等に記載の技術を使うことができる。
【００４９】
図２は、ガスタービンプラントに排熱回収ボイラおよび蒸気タービンプラントを組み合せたコンバインドサイクル発電プラントを一例に採った火力発電プラントの第２実施形態を示す概略系統図である。なお、第１実施形態の構成部分と同一部分には同一符号を付す。
【００５０】
本実施形態に係る火力発電プラントは、ガスタービンプラント１、排熱回収ボイラ４３、蒸気タービンプラント４４を備えて構成される。
【００５１】
ガスタービンプラント１は、空気圧縮機２から供給される高圧空気と、燃料改質供給部６ａから供給される水素に富んだ改質燃料Ｆとを下にガスタービン燃焼器３で燃焼ガスを生成し、その燃焼ガスをガスタービン４で膨張仕事をさせて動力を発生させている。
【００５２】
排熱回収ボイラ４３は、長筒状のケーシング４５に収容され、ガスタービンプラント１のガスタービン４から排気ダクト７を介して供給される熱源としての排ガス（排熱）の流れに沿って順に過熱器４６、蒸気ドラム４７を備えた蒸発器４８、節炭器４９、煙突２４を備え、蒸気タービンプラント４４から供給された給水を節炭器４９、蒸発器４８、過熱器４６で排ガスと順次熱交換させ、蒸気を発生させるようにしている。
【００５３】
蒸気タービンプラント４４は、蒸気タービン５０、被駆動機５１、復水器５２、給水ポンプ５３を備え、蒸気タービン５０で排熱回収ボイラ４３の過熱器４６から供給された蒸気に膨張仕事をさせて被駆動機５１を駆動し、膨張仕事を終えたタービン排気を復水器５２で凝縮させ、その凝縮水を放出ガス処理回収部６ｂの冷却器３７を介して排熱回収ボイラ４３の節炭器４９に供給している。
【００５４】
放出ガス処理回収部６ｂは、燃料改質供給部６ａからの二酸化炭素を処理回収させる放出ガス系３４を備えている。この放出ガス系３４は、放出ガス弁３５ａ，３５ｂ、ガス圧縮機３６、冷却器３７、ガス回収タンク３８を備え、燃料改質供給部６ａから放出される二酸化炭素を圧縮凝縮させて回収している。
【００５５】
一方、排熱回収ボイラ４３には、燃料改質供給部６ａが組み込まれている。この燃料改質供給部６ａは、第１実施形態と同様に、水タンク１５、水ポンプ１６からなる水供給部１４と、燃料タンク１０、燃料ポンプ１１からなる燃料供給部９と、出口側を主燃料系２５ａと副燃料系２５ｂとに区分けした改質器８とを備えている。
【００５６】
また、主燃料系２５ａおよび副燃料系２５ｂは、ともに第１実施形態と同様に、燃料入口弁２６ａ，２６ｂと、ガス吸収放出材２７ａ，２７ｂを充填したガス吸収放出装置２８ａ，２８ｂと、燃料出口弁３０ａ，３０ｂとを備えている。
【００５７】
また、燃料改質供給部６ａは、ガス吸収放出装置２８ａ，２８ｂをガスタービンプラント１のガスタービン４の中間段落に抽気ガス弁３３ａ，３３ｂを介して接続する抽気ガス通路３２ａ，３２ｂを備え、ガスタービン４の中間段落から抽気した抽気ガスを熱源としてガス吸収放出装置２８ａ，２８ｂを約７００℃に加温させ、予め吸収させていた二酸化炭素を放出ガス処理回収部６ｂの放出ガス系３４に供給させるようにしている。
【００５８】
また、燃料改質供給部６ａは、改質器８を排熱回収ボイラ４３の節炭器４９と蒸発器４８との中間位置に設置するとともに、ガス吸収放出装置２８ａ，２８ｂを蒸発器４８と過熱器４６との中間位置に設置する。改質器８を節炭器４９と蒸発器４８との中間位置に設置するのは、ここを通過するガスタービン４から排気ダクト７を介して供給される排ガスの温度が約３００℃であり、炭化水素燃料を水素と二酸化炭素の混合ガスに改質させるに適した温度になっているからである。また、ガス吸収放出装置２８ａ，２８ｂを蒸発器４８と加熱器４６との中間位置に設置するのは、ここを通過するガスタービン４から排気ダクト７を介して供給される排ガスの温度が約５００℃であり、二酸化炭素をガス吸収放出装置２８ａ，２８ｂのガス吸収放出材２７ａ，２７ｂに吸収させるに好ましい温度になっていることに基づく。
【００５９】
このように、本実施形態は、燃料改質供給部６ａの改質器８を排熱回収ボイラ４３の蒸発器４８と節炭器４９との中間位置に設置して燃料を改質させるに必要な温度を確保させるとともに、ガス吸収放出材２７ａ，２７ｂを充填させたガス吸収放出装置２８ａ，２８ｂを排熱回収ボイラ４３の過熱器４６と蒸発器４８との中間位置に設置して改質燃料のうち、二酸化炭素をガス吸収放出材２７ａ，２７ｂに吸収させるに必要な温度を確保させる一方、二酸化炭素の持った熱を放出ガス処理回収部６ｂで回収させたので、排熱回収ボイラ４３からのエネルギの有効活用を図ってエネルギで二酸化炭素を確実に吸収回収させることができ、ひいてはプラント熱効率を向上させることができる。
【００６０】
図３は、ガスタービンプラントに排熱回収ボイラおよび蒸気タービンプラントを組み合せたコンバインドサイクル発電プラントを一例に採った火力発電プラントの第３実施形態を示す概略系統図である。なお、第１実施形態の構成部分と同一部分には同一符号を付す。
【００６１】
本実施形態に係る火力発電プラントは、排熱回収ボイラ４３に組み込んだ燃料改質供給部６ａのうち、改質器８に排熱回収ボイラ４３の蒸気ドラム４７から抽気した蒸気を供給する蒸気供給系５４を設け、炭化水素燃料を水素と二酸化炭素の混合ガスに改質させる熱源を確保したものである。
【００６２】
また、本実施形態に係る火力発電プラントは、排熱回収ボイラ４３の排ガスに含まれるドレンを凝縮させて蒸気タービンプラント４４の給水ポンプ５３の入口側に回収させる水分離装置２１と水浄化装置２３とを備えた水浄化部２０を設けたものである。
【００６３】
このように、本実施形態は、改質器８に蒸気ドラム４７から抽気した蒸気を供給する蒸気供給系５４を設けて燃料を改質させるに必要な温度を確保するとともに、排ガスに含まれているドレンを凝縮浄化して蒸気タービンプラント４４に回収させる水浄化部２０を設けたので、少ないエネルギを有効に活用して改質燃料に含まれている二酸化炭素を確実に吸収回収することができ、ひいてはプラント熱効率を向上させることができる。
【００６４】
【発明の効果】
以上の説明のとおり、本発明に係る火力発電プラントは、予め定められた温度になると二酸化炭素を吸収し、予め定められた温度になると吸収した二酸化炭素を放出させる性質を持ったガス吸収放出材を巧みに利用して改質させた燃料のうち、二酸化炭素を吸収回収させたので、環境汚染の要因となる二酸化炭素の排出量を低く抑えた運転をすることができる。
【００６５】
また、本発明に係る火力発電プラントは、二酸化炭素を回収放出させるガス吸収放出材の熱源としてガスタービンプラントからの排ガスを利用しているので、少ないエネルギでも二酸化炭素を確実に吸収回収することができ、ひいてはプラント熱効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る火力発電プラントの第１実施形態を示す概略系統図。
【図２】本発明に係る火力発電プラントの第２実施形態を示す概略系統図。
【図３】本発明に係る火力発電プラントの第３実施形態を示す概略系統図。
【符号の説明】
１ ガスタービンプラント
２ 空気圧縮機
３ ガスタービン燃焼器
４ ガスタービン
５ 被駆動機
６ 燃料部
６ａ 燃料改質供給部
６ｂ 放出ガス処理回収部
６ｃ 起動用燃料供給部
７ 排気ダクト
８ 改質器
９ 燃料供給部
１０ 燃料タンク
１１ 燃料ポンプ
１２ 燃料流量調整弁
１３ 燃料流量検出器
１４ 水供給部
１５ 水タンク
１６ 水ポンプ
１７ 水流量調整弁
１８ 水流量検出器
１９ 演算器
２０ 水浄化部
２１ 水分離装置
２２ ポンプ
２３ 水浄化装置
２４ 煙突
２５ａ 主燃料系
２５ｂ 副燃料系
２６ａ，２６ｂ 燃料入口弁
２７ａ，２７ｂ ガス吸収放出材
２８ａ，２８ｂ ガス吸収放出装置
２９ａ，２９ｂ ガス濃度検出器
３０ａ，３０ｂ 燃料出口弁
３１ 排ガス通路
３２ａ，３２ｂ 抽気ガス通路
３３ａ，３３ｂ 抽気ガス弁
３４ 放出ガス系
３５ａ，３５ｂ 放出ガス弁
３６ ガス圧縮機
３７ 冷却器
３８ ガス回収タンク
３９ 二酸化炭素用演算器
４０ 起動用弁
４１ 逆止弁
４２ 起動用燃料タンク
４３ 排熱回収ボイラ
４４ 蒸気タービンプラント
４５ ケーシング
４６ 過熱器
４７ 蒸気ドラム
４８ 蒸発器
４９ 節炭器
５０ 蒸気タービン
５１ 被駆動機
５２ 復水器
５３ 給水ポンプ
５４ 蒸気供給系
Claims (3)
- 炭化水素燃料に水を加えて加熱させ、水素と二酸化炭素の混合ガスに改質させる改質器を備え、
この改質器は、その出口側を主燃料系と副燃料系とに区分けし、主燃料系および副燃料系ともにガスタービンプラントに至る間に、改質燃料の流れに沿って順に二酸化炭素を吸収放出するガス吸収放出装置と、放出ガス処理回収部と、起動用燃料供給部とを備え、
上記ガス吸収放出装置は、予め定められた温度になると二酸化炭素を吸収し、予め定められた高温度になると吸収していた二酸化炭素を放出する性質を持ったガス吸収放出材を充填するとともに、
上記主燃料系および上記副燃料系のそれぞれに設けた上記ガス吸収放出装置は、上記ガスタービンプラントの排気ダクト内に設置し、二酸化炭素を吸収させるとき、上記ガスタービンプラントから排出される排ガスで上記ガス吸収放出材を加熱させ、二酸化炭素を放出させるとき、上記ガスタービンプラントのガスタービンの中間段落から抽気した抽気ガスで上記ガス吸収放出装置を加熱させることを特徴とする火力発電プラント。 - 主燃料系および副燃料系のそれぞれに設けたガス吸収放出装置のうち、主燃料系に設けたガス吸収放出装置で改質燃料に含まれている二酸化炭素を吸収させるとともに、副燃料系に設けたガス吸収放出装置で吸収した二酸化炭素を放出させることを特徴とする請求項１記載の火力発電プラント。
- 改質燃料に含まれている二酸化炭素の吸収および放出を、主燃料系に設けたガス吸収放出装置と副燃料系に設けたガス吸収放出装置とで交互に行わせることを特徴とする請求項１記載の火力発電プラント。
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