JPH08177522A - 炭化器から動力を供給されるボイラー及びガスタービンを用いて電気エネルギーを発生するための装置及び方法 - Google Patents
炭化器から動力を供給されるボイラー及びガスタービンを用いて電気エネルギーを発生するための装置及び方法Info
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- JPH08177522A JPH08177522A JP7261094A JP26109495A JPH08177522A JP H08177522 A JPH08177522 A JP H08177522A JP 7261094 A JP7261094 A JP 7261094A JP 26109495 A JP26109495 A JP 26109495A JP H08177522 A JPH08177522 A JP H08177522A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ガスタービンに動力を供給する低Ｂｔｕガ
ス、及びボイラー内で燃焼させる部分脱硫チャーを提供
する炭化器を組み込んだ装置及び方法を提供する。 【解決手段】 固体燃料を受理してチャー及び燃料ガス
を発生する手段と、該手段からチャー及び燃料ガスを受
理し、分離する分離器と、分離器から唯一の燃料源であ
る燃料ガスを受理するガスタービンと、電気エネルギー
を発生するためにタービンに操作的に接続される手段と
を備える第一エネルギー発生システムと；蒸気を発生す
るボイラーと、ボイラーに操作的に接続され、蒸気を受
理して電気エネルギーを発生する手段とを備える第二エ
ネルギー発生システムと；分離器からのチャーをボイラ
ーへ通し、ボイラーに動力を提供する手段とを有し、タ
ービンはボイラーから独立して操作される、エネルギー
発生装置。
ス、及びボイラー内で燃焼させる部分脱硫チャーを提供
する炭化器を組み込んだ装置及び方法を提供する。 【解決手段】 固体燃料を受理してチャー及び燃料ガス
を発生する手段と、該手段からチャー及び燃料ガスを受
理し、分離する分離器と、分離器から唯一の燃料源であ
る燃料ガスを受理するガスタービンと、電気エネルギー
を発生するためにタービンに操作的に接続される手段と
を備える第一エネルギー発生システムと；蒸気を発生す
るボイラーと、ボイラーに操作的に接続され、蒸気を受
理して電気エネルギーを発生する手段とを備える第二エ
ネルギー発生システムと；分離器からのチャーをボイラ
ーへ通し、ボイラーに動力を提供する手段とを有し、タ
ービンはボイラーから独立して操作される、エネルギー
発生装置。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、石炭炊き蒸気発生
器に動力を供給するための装置及び方法に関し、より詳
細には、ガスタービンに動力を供給するための低Ｂｔｕ
（英熱単位）燃料ガス及びボイラー中で燃焼させるため
の部分脱硫チャーを生成する部分気化器又は炭化器を組
み込むことにより、燃焼器又はボイラーに動力を再供給
するかような装置及び方法に関する。
器に動力を供給するための装置及び方法に関し、より詳
細には、ガスタービンに動力を供給するための低Ｂｔｕ
（英熱単位）燃料ガス及びボイラー中で燃焼させるため
の部分脱硫チャーを生成する部分気化器又は炭化器を組
み込むことにより、燃焼器又はボイラーに動力を再供給
するかような装置及び方法に関する。
【０００２】電気エネルギーを生成するためのユーティ
リティープラントにおける蒸気タービンに熱エネルギー
を供給するにあたり、石炭炊きボイラーはこれまでかな
りの成功を納めてきたが、連邦及び州の排出基準に適合
させるのは常に困難であった。これは特に高度に硫黄を
含有する特定の石炭を使用する場合、硫黄生成物を大気
中に導入することに関して特に言えることである。ガス
タービンは、比較的低Ｂｔｕのガスで駆動された場合で
あってもかなり高効率であるため、電気エネルギーを生
成するためにも使用される。このような装置において、
石炭はまず部分気化器または炭化器に導入され、比較的
低Ｂｔｕのガス及びチャーが生成され、比較的低Ｂｔｕ
のガスはガスタービンへ通され、チャーはプラントの別
の区域へ送られる。しかしながら、炭化器の一つの欠点
は、ある種の石炭を使用した場合、その石炭の熱エネル
ギーのうちガスの形式で抽出することができるのはごく
一部であり、残りの部分はチャーの形式で炭化器を出て
いくということである。
リティープラントにおける蒸気タービンに熱エネルギー
を供給するにあたり、石炭炊きボイラーはこれまでかな
りの成功を納めてきたが、連邦及び州の排出基準に適合
させるのは常に困難であった。これは特に高度に硫黄を
含有する特定の石炭を使用する場合、硫黄生成物を大気
中に導入することに関して特に言えることである。ガス
タービンは、比較的低Ｂｔｕのガスで駆動された場合で
あってもかなり高効率であるため、電気エネルギーを生
成するためにも使用される。このような装置において、
石炭はまず部分気化器または炭化器に導入され、比較的
低Ｂｔｕのガス及びチャーが生成され、比較的低Ｂｔｕ
のガスはガスタービンへ通され、チャーはプラントの別
の区域へ送られる。しかしながら、炭化器の一つの欠点
は、ある種の石炭を使用した場合、その石炭の熱エネル
ギーのうちガスの形式で抽出することができるのはごく
一部であり、残りの部分はチャーの形式で炭化器を出て
いくということである。
【０００３】本発明は、上述の条件で炭化器から得られ
たチャーを適切に処理すれば、硫黄放出物の生成を顕著
に削減した態様で、上述のボイラーを駆動するために使
用することができるという認識に基づいたものである。
最も重要なのは、この発明によれば、現存の蒸気発生器
に動力を再供給することができ、プラントの電気エネル
ギー総出力を増加させることができる一方で、プラント
効率を上昇させ、大気中への硫黄放出を削減することが
できる。
たチャーを適切に処理すれば、硫黄放出物の生成を顕著
に削減した態様で、上述のボイラーを駆動するために使
用することができるという認識に基づいたものである。
最も重要なのは、この発明によれば、現存の蒸気発生器
に動力を再供給することができ、プラントの電気エネル
ギー総出力を増加させることができる一方で、プラント
効率を上昇させ、大気中への硫黄放出を削減することが
できる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従って本発明の目的
は、低Ｂｔｕガス及び部分脱硫チャーを提供する炭化器
を組み込み、該低Ｂｔｕガスをガスタービンに動力を供
給するために使用し、該チャーをボイラー内で燃焼させ
る装置及び方法を提供することにある。
は、低Ｂｔｕガス及び部分脱硫チャーを提供する炭化器
を組み込み、該低Ｂｔｕガスをガスタービンに動力を供
給するために使用し、該チャーをボイラー内で燃焼させ
る装置及び方法を提供することにある。
【０００５】本発明の別の目的は、ガスタービンがボイ
ラーから切り離され、その唯一の燃料源として炭化器か
らの低Ｂｔｕガスを使用する、上記の形式の装置及び方
法を提供することにある。
ラーから切り離され、その唯一の燃料源として炭化器か
らの低Ｂｔｕガスを使用する、上記の形式の装置及び方
法を提供することにある。
【０００６】本発明のさらに別の目的は、ボイラーから
大気中に放出される硫黄のレベルが比較的低くなるよう
な態様で、炭化器からボイラーへ通されるチャーが処理
される、上記の形式の装置及び方法を提供することにあ
る。
大気中に放出される硫黄のレベルが比較的低くなるよう
な態様で、炭化器からボイラーへ通されるチャーが処理
される、上記の形式の装置及び方法を提供することにあ
る。
【０００７】本発明のさらに別の目的は、比較的高い効
率が得られる上記の形式の装置及び方法を提供すること
にある。
率が得られる上記の形式の装置及び方法を提供すること
にある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】これら及び他の目的を達
成するために、本発明の装置及び方法によれば、低Ｂｔ
ｕガス及び固体状チャーを生成するために炭化器が使用
される。低Ｂｔｕガスは燃焼室へ通され、そこで圧縮空
気と混合されてガスの温度が上昇した後、ガスタービン
へ通されてこれを駆動する。チャーはボイラーへ通さ
れ、ボイラーの操作により熱ガスが生成され、水と熱交
換関係において通されて蒸気を発生する。ガスタービン
は、その唯一の動力源として低Ｂｔｕガスを使用し、ボ
イラーから独立して操作される。
成するために、本発明の装置及び方法によれば、低Ｂｔ
ｕガス及び固体状チャーを生成するために炭化器が使用
される。低Ｂｔｕガスは燃焼室へ通され、そこで圧縮空
気と混合されてガスの温度が上昇した後、ガスタービン
へ通されてこれを駆動する。チャーはボイラーへ通さ
れ、ボイラーの操作により熱ガスが生成され、水と熱交
換関係において通されて蒸気を発生する。ガスタービン
は、その唯一の動力源として低Ｂｔｕガスを使用し、ボ
イラーから独立して操作される。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下に本発明の構成及び実施態様
を列挙する。
を列挙する。
【００１０】１．エネルギー発生装置であって、該装置
は、固体燃料を受理してチャー及び燃料ガスを発生する
ための手段と、該手段から前記チャー及び前記燃料ガス
を受理して、燃料ガスとチャーとを分離するための分離
器と、該分離器から燃料ガスを受理するためのガスター
ビンであって、該燃料ガスは該ガスタービンに動力を供
給するための唯一の燃料源であるガスタービンと、電気
エネルギーを発生するために該ガスタービンに操作的に
接続される手段とを備える第一エネルギー発生システム
と；蒸気を発生するためのボイラーと、該ボイラーに操
作的に接続され、該蒸気を受理して、電気エネルギーを
発生する手段とを備える第二エネルギー発生システム
と；前記分離器からの前記チャーを前記ボイラーへと通
過させ、該ボイラーに動力を供給するための手段とを有
し、前記ガスタービンは前記ボイラーから独立して操作
される、エネルギー発生装置。
は、固体燃料を受理してチャー及び燃料ガスを発生する
ための手段と、該手段から前記チャー及び前記燃料ガス
を受理して、燃料ガスとチャーとを分離するための分離
器と、該分離器から燃料ガスを受理するためのガスター
ビンであって、該燃料ガスは該ガスタービンに動力を供
給するための唯一の燃料源であるガスタービンと、電気
エネルギーを発生するために該ガスタービンに操作的に
接続される手段とを備える第一エネルギー発生システム
と；蒸気を発生するためのボイラーと、該ボイラーに操
作的に接続され、該蒸気を受理して、電気エネルギーを
発生する手段とを備える第二エネルギー発生システム
と；前記分離器からの前記チャーを前記ボイラーへと通
過させ、該ボイラーに動力を供給するための手段とを有
し、前記ガスタービンは前記ボイラーから独立して操作
される、エネルギー発生装置。
【００１１】２．前記固体燃料を受理してチャー及び燃
料ガスを発生するための手段が炭化器である、上記１に
記載の装置。
料ガスを発生するための手段が炭化器である、上記１に
記載の装置。
【００１２】３．前記第一エネルギー発生システムが、
前記燃料ガスをガスタービンへと通す前に、前記分離器
から該燃料ガスを受理して、該燃料ガスを燃焼して該燃
料ガスの温度を上昇させるための燃焼器をさらに備え
る、上記１に記載の装置。
前記燃料ガスをガスタービンへと通す前に、前記分離器
から該燃料ガスを受理して、該燃料ガスを燃焼して該燃
料ガスの温度を上昇させるための燃焼器をさらに備え
る、上記１に記載の装置。
【００１３】４．前記第一エネルギー発生システムが、
周囲空気を受理し、圧縮するためのエアコンプレッサー
と、該エアコンプレッサーからの圧縮空気の一部を、前
記固体燃料の燃焼を支持するために、前記固体燃料を受
理するための手段へ通過させるための手段と、前記圧縮
空気の別の部分を、前記燃料ガスが該空気の存在下で燃
焼されるように、前記燃焼器へと通過させるための手段
とをさらに備える、上記１に記載の装置。
周囲空気を受理し、圧縮するためのエアコンプレッサー
と、該エアコンプレッサーからの圧縮空気の一部を、前
記固体燃料の燃焼を支持するために、前記固体燃料を受
理するための手段へ通過させるための手段と、前記圧縮
空気の別の部分を、前記燃料ガスが該空気の存在下で燃
焼されるように、前記燃焼器へと通過させるための手段
とをさらに備える、上記１に記載の装置。
【００１４】５．熱回収蒸気発生器と、前記ガスタービ
ンからの排気ガスを該熱回収蒸気発生器へと通過させる
ための手段と、前記熱回収蒸気発生器内において、前記
排気ガスと熱交換関係において水を通過させ、該水を蒸
気に変換するための手段と、該蒸気を受理して追加の電
気エネルギーを発生するための手段とを備える第三エネ
ルギー発生システムをさらに備える、上記１に記載の装
置。
ンからの排気ガスを該熱回収蒸気発生器へと通過させる
ための手段と、前記熱回収蒸気発生器内において、前記
排気ガスと熱交換関係において水を通過させ、該水を蒸
気に変換するための手段と、該蒸気を受理して追加の電
気エネルギーを発生するための手段とを備える第三エネ
ルギー発生システムをさらに備える、上記１に記載の装
置。
【００１５】６．前記チャーが前記ボイラー内で燃焼さ
れ、熱ガスを生成し、該熱ガスと熱交換関係において水
を通過させて該水を蒸気に変換するための手段をさらに
備える、上記１に記載の装置。
れ、熱ガスを生成し、該熱ガスと熱交換関係において水
を通過させて該水を蒸気に変換するための手段をさらに
備える、上記１に記載の装置。
【００１６】７．エネルギー発生方法であって、該方法
は、固体燃料を部分燃焼させて燃料ガス及びチャーを発
生させる工程と、分離器内において該チャーと該燃料ガ
スとを分離する工程と、該分離器からの燃料ガスをガス
タービンに通過させて、該ガスタービンの唯一の動力源
を提供する工程と、該ガスタービンを発生器に接続し
て、電気エネルギーを発生する工程と、前記分離器から
のチャーをボイラーへ通過させて、該ボイラーに動力を
供給する工程と、動力を供給された該ボイラーにおいて
蒸気を発生する工程と、該蒸気を使用して電気エネルギ
ーを発生させる工程と、前記ガスタービンを前記ボイラ
ーから独立して操作する工程とを含む、エネルギー発生
方法。
は、固体燃料を部分燃焼させて燃料ガス及びチャーを発
生させる工程と、分離器内において該チャーと該燃料ガ
スとを分離する工程と、該分離器からの燃料ガスをガス
タービンに通過させて、該ガスタービンの唯一の動力源
を提供する工程と、該ガスタービンを発生器に接続し
て、電気エネルギーを発生する工程と、前記分離器から
のチャーをボイラーへ通過させて、該ボイラーに動力を
供給する工程と、動力を供給された該ボイラーにおいて
蒸気を発生する工程と、該蒸気を使用して電気エネルギ
ーを発生させる工程と、前記ガスタービンを前記ボイラ
ーから独立して操作する工程とを含む、エネルギー発生
方法。
【００１７】８．前記燃料ガスを前記ガスタービンに通
過させる工程の前に、前記燃料ガスを燃焼して該燃料ガ
スの温度を上昇させる工程をさらに含む、上記７に記載
の方法。
過させる工程の前に、前記燃料ガスを燃焼して該燃料ガ
スの温度を上昇させる工程をさらに含む、上記７に記載
の方法。
【００１８】９．周囲空気を圧縮する工程と、該圧縮さ
れた空気の一部を前記固体燃料に通して、該固体燃料の
部分燃焼を支持する工程と、前記圧縮された空気の別の
一部を燃料ガスに通して、該燃料ガスの燃焼を支持する
工程とをさらに含む、上記８に記載の方法。
れた空気の一部を前記固体燃料に通して、該固体燃料の
部分燃焼を支持する工程と、前記圧縮された空気の別の
一部を燃料ガスに通して、該燃料ガスの燃焼を支持する
工程とをさらに含む、上記８に記載の方法。
【００１９】10．前記ガスタービンからの排気ガスを熱
回収上記発生器へ通過させる工程と、該熱回収蒸気発生
器内で該排気ガスと熱交換関係において水を通過させ、
該水を蒸気に変換する工程と、追加の電気エネルギーを
発生するために該蒸気を使用する工程とをさらに含む、
上記７に記載の方法。
回収上記発生器へ通過させる工程と、該熱回収蒸気発生
器内で該排気ガスと熱交換関係において水を通過させ、
該水を蒸気に変換する工程と、追加の電気エネルギーを
発生するために該蒸気を使用する工程とをさらに含む、
上記７に記載の方法。
【００２０】11．前記固体燃料が、該固体燃料の燃焼の
結果として生成される硫黄のための吸着剤の存在下にお
いて燃焼される、上記７に記載の方法。
結果として生成される硫黄のための吸着剤の存在下にお
いて燃焼される、上記７に記載の方法。
【００２１】12．前記分離器から前記ボイラーへと前記
チャーを通過させる前記工程が、該分離器からの該チャ
ー及び前記吸着剤を反応器へ通過させる工程と、該反応
器内で前記吸着剤から吸着した硫黄を除去する工程と、
前記チャーを該反応器から前記ボイラーへと通過させる
工程とを含む、上記１１に記載の方法。
チャーを通過させる前記工程が、該分離器からの該チャ
ー及び前記吸着剤を反応器へ通過させる工程と、該反応
器内で前記吸着剤から吸着した硫黄を除去する工程と、
前記チャーを該反応器から前記ボイラーへと通過させる
工程とを含む、上記１１に記載の方法。
【００２２】13．前記チャーが前記ボイラー内において
燃焼されて、熱ガスを生成し、該熱ガスと熱交換関係に
おいて水を通過させて、該水を蒸気に変換する工程をさ
らに含む、上記７に記載の方法。
燃焼されて、熱ガスを生成し、該熱ガスと熱交換関係に
おいて水を通過させて、該水を蒸気に変換する工程をさ
らに含む、上記７に記載の方法。
【００２３】
【実施例】図面において、参照番号１０及び１２は、ボ
イラーシステム及び炭化器システムをそれぞれ一般的に
示す。炭化器システム１２は、エアコンプレッサー１６
と、これを慣用の態様で駆動するための電気エネルギー
発生器１８とに駆動的に接続されるガスタービン１４を
備える。エアコンプレッサー１６は、入口導管２０から
周囲空気を受理し、この空気を圧縮してエアコンプレッ
サー１６の出口から延長する導管２２を通して炭化器２
４へと送る。
イラーシステム及び炭化器システムをそれぞれ一般的に
示す。炭化器システム１２は、エアコンプレッサー１６
と、これを慣用の態様で駆動するための電気エネルギー
発生器１８とに駆動的に接続されるガスタービン１４を
備える。エアコンプレッサー１６は、入口導管２０から
周囲空気を受理し、この空気を圧縮してエアコンプレッ
サー１６の出口から延長する導管２２を通して炭化器２
４へと送る。
【００２４】フィーダー２６は石炭等の粒状燃料を炭化
器２４内へ導入するが、石灰石、又は他の粒状吸着剤材
料を炭化器２４内へ分配するために、必要に応じて他の
フィーダーを炭化器２４と関連させることができること
が理解される。炭化器２４は慣用の態様で操作し、燃料
材料を一部気化してこれを燃料ガスとチャーに変換し、
気化工程において発生した硫黄を石灰石が吸収すること
ができるようにする。
器２４内へ導入するが、石灰石、又は他の粒状吸着剤材
料を炭化器２４内へ分配するために、必要に応じて他の
フィーダーを炭化器２４と関連させることができること
が理解される。炭化器２４は慣用の態様で操作し、燃料
材料を一部気化してこれを燃料ガスとチャーに変換し、
気化工程において発生した硫黄を石灰石が吸収すること
ができるようにする。
【００２５】導管２８は炭化器２４に形成された出口と
整合し、炭化器２４を隣接して配置されるサイクロン分
離器３０と連通させる。分離器３０はこのように炭化器
内で発生した低Ｂｔｕガス、及び炭化器２４からの同伴
固体、主に固体状チャー及び反応済み石灰石を受理し、
慣用の態様で操作して、分離器３０内で創生される遠心
力によって低Ｂｔｕガスと固体とを分離する。当業者に
はサイクロン分離器は良く知られているので、分離器３
０については詳細には説明しない。
整合し、炭化器２４を隣接して配置されるサイクロン分
離器３０と連通させる。分離器３０はこのように炭化器
内で発生した低Ｂｔｕガス、及び炭化器２４からの同伴
固体、主に固体状チャー及び反応済み石灰石を受理し、
慣用の態様で操作して、分離器３０内で創生される遠心
力によって低Ｂｔｕガスと固体とを分離する。当業者に
はサイクロン分離器は良く知られているので、分離器３
０については詳細には説明しない。
【００２６】分離された低Ｂｔｕガスは、実質的にチャ
ーを含有せず、分離器３０の上方部分を通して上方に突
出する導管３２に入って、トッピング燃焼器３４内へ通
される。導管３６は導管２２をトッピング燃焼器３４へ
と接続し、トッピング燃焼器３４は慣用の態様で操作し
て、導管２２から受理した圧縮空気の存在下において低
Ｂｔｕガスを燃焼させる。燃焼器３４のガス出口は導管
３８によってガスタービン１４の入口へ接続され、加熱
されたガスをタービンへ通過させてこれを駆動する。
ーを含有せず、分離器３０の上方部分を通して上方に突
出する導管３２に入って、トッピング燃焼器３４内へ通
される。導管３６は導管２２をトッピング燃焼器３４へ
と接続し、トッピング燃焼器３４は慣用の態様で操作し
て、導管２２から受理した圧縮空気の存在下において低
Ｂｔｕガスを燃焼させる。燃焼器３４のガス出口は導管
３８によってガスタービン１４の入口へ接続され、加熱
されたガスをタービンへ通過させてこれを駆動する。
【００２７】チャー及び反応済み石灰石を含む分離され
た固体は、分離器３０から隣接して配置される反応器４
２内へ延長する導管４０内へ、重力により排出される。
この反応器内において、固体は反応器４２へ導入される
試薬と混合され、反応済み石灰石から化学的抽出により
硫黄が除去される。導管４６は燃焼システム１０と炭化
器システム１２とを接続し、より詳細には反応器４２を
粉砕器４４（必要であれば）に接続し、処理済みチャー
及び処理済み石灰石を粉砕器へ送る。除去された硫黄は
Ｈ2Ｓの形式であり、Ｈ2Ｓを硫黄元素へ変換するクロー
スユニット４５又はその同等物へと通される。
た固体は、分離器３０から隣接して配置される反応器４
２内へ延長する導管４０内へ、重力により排出される。
この反応器内において、固体は反応器４２へ導入される
試薬と混合され、反応済み石灰石から化学的抽出により
硫黄が除去される。導管４６は燃焼システム１０と炭化
器システム１２とを接続し、より詳細には反応器４２を
粉砕器４４（必要であれば）に接続し、処理済みチャー
及び処理済み石灰石を粉砕器へ送る。除去された硫黄は
Ｈ2Ｓの形式であり、Ｈ2Ｓを硫黄元素へ変換するクロー
スユニット４５又はその同等物へと通される。
【００２８】導管４８は粉砕器４４から延長して、ボイ
ラー４６に設けられた開口と整合し、顕著なＢｔｕ含有
量の処理済みチャーをボイラー４６へと通過させる。導
管４９はボイラー４６内へと延長し、石炭等の補給燃
料、並びに燃料の燃焼によって生じた硫黄生成物を吸着
するための生石灰石（ＣａＣＯ3）等の吸着剤をボイラ
ー内へ導入する。ファン５０等によってボイラー４６内
に周囲空気が導入され、チャー及び石炭、反応済み石灰
石、並びに必要であれば補給石灰石の混合物の燃焼を支
持する。ボイラー４６は、前述の燃焼の結果ボイラー内
に発生した熱を吸収する態様で水／蒸気を通過させる水
／蒸気流れ回路を備える。この回路は、ボイラーから導
管５４を経て蒸気を受理して電気エネルギー発生器５５
を慣用の態様で駆動する蒸気タービン５２を備える。導
管５６はタービン５２からの排気蒸気を復水器５８へ通
過させ、復水器からの水は導管６０、ポンプ６２、及び
導管６４をそれぞれ経て、ボイラー４６へと返却され
る。これらの形式のボイラーは当業界において良く知ら
れているので、ボイラー４６については詳細に説明しな
い。
ラー４６に設けられた開口と整合し、顕著なＢｔｕ含有
量の処理済みチャーをボイラー４６へと通過させる。導
管４９はボイラー４６内へと延長し、石炭等の補給燃
料、並びに燃料の燃焼によって生じた硫黄生成物を吸着
するための生石灰石（ＣａＣＯ3）等の吸着剤をボイラ
ー内へ導入する。ファン５０等によってボイラー４６内
に周囲空気が導入され、チャー及び石炭、反応済み石灰
石、並びに必要であれば補給石灰石の混合物の燃焼を支
持する。ボイラー４６は、前述の燃焼の結果ボイラー内
に発生した熱を吸収する態様で水／蒸気を通過させる水
／蒸気流れ回路を備える。この回路は、ボイラーから導
管５４を経て蒸気を受理して電気エネルギー発生器５５
を慣用の態様で駆動する蒸気タービン５２を備える。導
管５６はタービン５２からの排気蒸気を復水器５８へ通
過させ、復水器からの水は導管６０、ポンプ６２、及び
導管６４をそれぞれ経て、ボイラー４６へと返却され
る。これらの形式のボイラーは当業界において良く知ら
れているので、ボイラー４６については詳細に説明しな
い。
【００２９】ボイラー４６からの排気ガスは、導管６６
を経てバグハウス６８へと通され、バグハウス６８は石
炭、灰等のいかなる固体をもガスから分離し、その後ガ
スは導管７０を経て煙突７２へ通され、大気中へ排気さ
れる。
を経てバグハウス６８へと通され、バグハウス６８は石
炭、灰等のいかなる固体をもガスから分離し、その後ガ
スは導管７０を経て煙突７２へ通され、大気中へ排気さ
れる。
【００３０】タービン１４の出口からの熱排出ガスは、
導管７４によって熱回収蒸気発生器７６へ通される。熱
回収蒸気発生器７６はこのガスから発生器７６中を流れ
る水へと、慣用の態様で熱を伝導させ、蒸気を発生す
る。導管７８は発生器７６内で発生した蒸気を蒸気ター
ビン８０へと通過させ、このタービン８０は慣用の態様
で操作して発生器８１を駆動する。蒸気タービン８０の
出口は導管８２によって復水器８４へと接続され、そこ
で蒸気は水に変換される。変換された水は次に導管８
６、ポンプ８８、及び導管９０を経て熱回収蒸気発生器
７６へと通される。タービン８０及び熱回収蒸気発生器
７６からの残りの排気ガスは、導管９２及び煙突９４を
経てシステムから排気される。
導管７４によって熱回収蒸気発生器７６へ通される。熱
回収蒸気発生器７６はこのガスから発生器７６中を流れ
る水へと、慣用の態様で熱を伝導させ、蒸気を発生す
る。導管７８は発生器７６内で発生した蒸気を蒸気ター
ビン８０へと通過させ、このタービン８０は慣用の態様
で操作して発生器８１を駆動する。蒸気タービン８０の
出口は導管８２によって復水器８４へと接続され、そこ
で蒸気は水に変換される。変換された水は次に導管８
６、ポンプ８８、及び導管９０を経て熱回収蒸気発生器
７６へと通される。タービン８０及び熱回収蒸気発生器
７６からの残りの排気ガスは、導管９２及び煙突９４を
経てシステムから排気される。
【００３１】操作において、エアコンプレッサー１６へ
周囲空気が導入され、ガスタービン１４によって駆動さ
れて、該空気を圧縮して圧力を上昇させる。圧縮空気の
一部はコンプレッサー１６から燃焼器３４へと通され、
残りの空気は炭化器２４へと通される。
周囲空気が導入され、ガスタービン１４によって駆動さ
れて、該空気を圧縮して圧力を上昇させる。圧縮空気の
一部はコンプレッサー１６から燃焼器３４へと通され、
残りの空気は炭化器２４へと通される。
【００３２】炭化器２４において、粒状材料は炭化され
て低Ｂｔｕ燃料ガス及びチャーが生成され、一方石灰石
はこの工程中に発生した硫黄と反応してこれを吸着す
る。炭化器２４からの低Ｂｔｕガス及び同伴固体は分離
器３０へと通され、該分離器３０は慣用の態様で操作し
てガスと固体とを分離し、固体は反応器４２へと導入さ
れ、ガスは燃焼器３４へと導入される。
て低Ｂｔｕ燃料ガス及びチャーが生成され、一方石灰石
はこの工程中に発生した硫黄と反応してこれを吸着す
る。炭化器２４からの低Ｂｔｕガス及び同伴固体は分離
器３０へと通され、該分離器３０は慣用の態様で操作し
てガスと固体とを分離し、固体は反応器４２へと導入さ
れ、ガスは燃焼器３４へと導入される。
【００３３】燃焼器３４において、ガスはコンプレッサ
ー１６からの空気の一部と混合されて燃焼し、低Ｂｔｕ
ガスの温度をタービン１４の最大効率のために必要な温
度まで上昇させる。ガスは次にガスタービン１４へ導入
され、これを増加した量及び体積で駆動して、ガスター
ビン１４がエアコンプレッサー１６及び電気エネルギー
発生器１８を駆動することができるようにする。
ー１６からの空気の一部と混合されて燃焼し、低Ｂｔｕ
ガスの温度をタービン１４の最大効率のために必要な温
度まで上昇させる。ガスは次にガスタービン１４へ導入
され、これを増加した量及び体積で駆動して、ガスター
ビン１４がエアコンプレッサー１６及び電気エネルギー
発生器１８を駆動することができるようにする。
【００３４】ガスタービン１４からの排気ガスは発生器
７６へと指向される。発生器７６において、排気ガスか
らの熱は上述の態様で水に伝導され、蒸気タービン８０
を駆動する蒸気を生成し、このタービン８０は発生器８
１を駆動するが、これらは全て慣用の態様である。熱回
収蒸気発生器からの冷却された排気ガスは、煙突９４を
経てシステムから排気される。
７６へと指向される。発生器７６において、排気ガスか
らの熱は上述の態様で水に伝導され、蒸気タービン８０
を駆動する蒸気を生成し、このタービン８０は発生器８
１を駆動するが、これらは全て慣用の態様である。熱回
収蒸気発生器からの冷却された排気ガスは、煙突９４を
経てシステムから排気される。
【００３５】反応器４２内において分離された石灰石か
ら試薬により硫黄が除去された後、チャーと石灰石との
混合物が粉砕器４４において粉砕され、ボイラー４６内
へ導入され、そこで周囲空気、並びに必要に応じてフィ
ーダー４９からの補給石炭及び石灰石と混合される。チ
ャーはボイラー４６内で慣用の態様で燃焼され、ボイラ
ー中を循環する水／蒸気混合物を加熱する。蒸気はター
ビン５２へ通されてこれを駆動し、このタービン５２は
電気エネルギー発生器５５を駆動する。タービン５２か
らの排気蒸気は、復水器５８内の水と熱交換関係におい
て通され、水を蒸気に変換して、その後ボイラー４６へ
と戻される。ボイラー４６からの排気ガスはバグハウス
６８に通され、バグハウス６８はガスから固体を分離
し、その後ガスは煙突７２へと通される。
ら試薬により硫黄が除去された後、チャーと石灰石との
混合物が粉砕器４４において粉砕され、ボイラー４６内
へ導入され、そこで周囲空気、並びに必要に応じてフィ
ーダー４９からの補給石炭及び石灰石と混合される。チ
ャーはボイラー４６内で慣用の態様で燃焼され、ボイラ
ー中を循環する水／蒸気混合物を加熱する。蒸気はター
ビン５２へ通されてこれを駆動し、このタービン５２は
電気エネルギー発生器５５を駆動する。タービン５２か
らの排気蒸気は、復水器５８内の水と熱交換関係におい
て通され、水を蒸気に変換して、その後ボイラー４６へ
と戻される。ボイラー４６からの排気ガスはバグハウス
６８に通され、バグハウス６８はガスから固体を分離
し、その後ガスは煙突７２へと通される。
【００３６】従って本発明の装置及び方法は、先行技術
に対していくつかの利点を有する。ボイラーに炭化器／
ガスタービンシステムを追加することにより、炭化器か
らのチャー（必要に応じていくらかの補給石炭及び生石
灰石と共に）を、ボイラーに動力を供給するために使用
することができ、炭化器２４内において比較的大量の硫
黄を石灰石によって捕捉することができ、反応器４２に
おいて除去することができるため、ボイラーからの硫黄
放出を顕著に削減することができる。また、炭化器から
の低Ｂｔｕガスがタービン１４の唯一の燃料源となるの
で、タービン並びに関連する燃焼器をボイラーから切り
離して独立して操作することができる。
に対していくつかの利点を有する。ボイラーに炭化器／
ガスタービンシステムを追加することにより、炭化器か
らのチャー（必要に応じていくらかの補給石炭及び生石
灰石と共に）を、ボイラーに動力を供給するために使用
することができ、炭化器２４内において比較的大量の硫
黄を石灰石によって捕捉することができ、反応器４２に
おいて除去することができるため、ボイラーからの硫黄
放出を顕著に削減することができる。また、炭化器から
の低Ｂｔｕガスがタービン１４の唯一の燃料源となるの
で、タービン並びに関連する燃焼器をボイラーから切り
離して独立して操作することができる。
【００３７】さらに、タービン１４からの排気ガスを熱
回収蒸気発生器７６へ供給し、排気ガス中に蓄えられた
熱エネルギーを回収することにより、蒸気を発生して蒸
気タービン８０を駆動することができ、それによりガス
タービンからの排気を大気中に排気せずに、効率的に使
用することができる。
回収蒸気発生器７６へ供給し、排気ガス中に蓄えられた
熱エネルギーを回収することにより、蒸気を発生して蒸
気タービン８０を駆動することができ、それによりガス
タービンからの排気を大気中に排気せずに、効率的に使
用することができる。
【００３８】図面には特に示していないが、追加的に必
要な装置を設けることもでき、これら及び前述の全ての
構成要素は、適当な態様で配置され、完全で操作的なシ
ステムを形成することが理解される。
要な装置を設けることもでき、これら及び前述の全ての
構成要素は、適当な態様で配置され、完全で操作的なシ
ステムを形成することが理解される。
【００３９】本発明の範囲から逸脱することなく、本発
明の装置及び方法に変更を加えてもよいことが理解され
る。例えば、熱回収蒸気発生器７６を削除し、ガスター
ビン１４から排出されたガスをボイラー４６へ通過させ
るために導管９８を設けることもできる。このガスは酸
素を比較的多く含有するので、通常ファン５０によって
ボイラー４６へ供給される周囲空気の代わりに使用する
ことができる。さらに、炭化器２４と分離器３０との間
に熱交換器を加えて、ガス−固体流を冷却し、アルカリ
を凝縮することもできる。また、分離器３０の下流にバ
リアフィルターを加えて、分離器から漏出する微粒子を
除去することもできる。さらに、バグハウス６８と煙突
７２との間にスクラッバーを配置し、ガスから硫黄生成
物を除去した後、大気中に排気することもできる。
明の装置及び方法に変更を加えてもよいことが理解され
る。例えば、熱回収蒸気発生器７６を削除し、ガスター
ビン１４から排出されたガスをボイラー４６へ通過させ
るために導管９８を設けることもできる。このガスは酸
素を比較的多く含有するので、通常ファン５０によって
ボイラー４６へ供給される周囲空気の代わりに使用する
ことができる。さらに、炭化器２４と分離器３０との間
に熱交換器を加えて、ガス−固体流を冷却し、アルカリ
を凝縮することもできる。また、分離器３０の下流にバ
リアフィルターを加えて、分離器から漏出する微粒子を
除去することもできる。さらに、バグハウス６８と煙突
７２との間にスクラッバーを配置し、ガスから硫黄生成
物を除去した後、大気中に排気することもできる。
【００４０】炭化器２４において生成されるチャーの量
は、炭化器からの燃料ガスを唯一の燃料源として使用す
るガスタービンの大きさ及び性能によることが理解され
るべきである。従って、生成されたチャーは、現存のボ
イラーへの総燃料入力量のごく一部のみを成す場合もあ
る。またボイラーへの総燃料のより多くの割合を占める
場合もある。
は、炭化器からの燃料ガスを唯一の燃料源として使用す
るガスタービンの大きさ及び性能によることが理解され
るべきである。従って、生成されたチャーは、現存のボ
イラーへの総燃料入力量のごく一部のみを成す場合もあ
る。またボイラーへの総燃料のより多くの割合を占める
場合もある。
【００４１】他の改変、変更、及び置換も前述の開示に
おいて意図され、本発明のいくつかの特徴が他の対応す
る特徴を使用することなく用いられることもある。従っ
て請求項は広く、本発明の範囲と合致した態様で理解さ
れるのが適当である。
おいて意図され、本発明のいくつかの特徴が他の対応す
る特徴を使用することなく用いられることもある。従っ
て請求項は広く、本発明の範囲と合致した態様で理解さ
れるのが適当である。
【図１】図１は、本発明の装置の概略的線図である。
Claims (2)
- 【請求項１】 エネルギー発生装置であって、該装置
は、 固体燃料を受理してチャー及び燃料ガスを発生するため
の手段と、 該手段から前記チャー及び前記燃料ガスを受理して、燃
料ガスとチャーとを分離するための分離器と、 該分離器から燃料ガスを受理するためのガスタービンで
あって、該燃料ガスは該ガスタービンに動力を供給する
ための唯一の燃料源であるガスタービンと、 電気エネルギーを発生するために該ガスタービンに操作
的に接続される手段とを備える第一エネルギー発生シス
テムと；蒸気を発生するためのボイラーと、 該ボイラーに操作的に接続され、該蒸気を受理して、電
気エネルギーを発生する手段とを備える第二エネルギー
発生システムと；前記分離器からの前記チャーを前記ボ
イラーへと通過させ、該ボイラーに動力を供給するため
の手段とを有し、 前記ガスタービンは前記ボイラーから独立して操作され
る、エネルギー発生装置。 - 【請求項２】 エネルギー発生方法であって、該方法
は、 固体燃料を部分燃焼させて燃料ガス及びチャーを発生さ
せる工程と、 分離器内において該チャーと該燃料ガスとを分離する工
程と、 該分離器からの燃料ガスをガスタービンに通過させて、
該ガスタービンの唯一の動力源を提供する工程と、 該ガスタービンを発生器に接続して、電気エネルギーを
発生する工程と、 前記分離器からのチャーをボイラーへ通過させて、該ボ
イラーに動力を供給する工程と、 動力を供給された該ボイラーにおいて蒸気を発生する工
程と、 該蒸気を使用して電気エネルギーを発生させる工程と、 前記ガスタービンを前記ボイラーから独立して操作する
工程とを含む、エネルギー発生方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/320,881 US5469699A (en) | 1994-10-14 | 1994-10-14 | Method and apparatus for generating electrical energy utilizing a boiler and a gas turbine powered by a carbonizer |
| US08/320,881 | 1994-10-14 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08177522A true JPH08177522A (ja) | 1996-07-09 |
| JP3215786B2 JP3215786B2 (ja) | 2001-10-09 |
Family
ID=23248221
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26109495A Expired - Fee Related JP3215786B2 (ja) | 1994-10-14 | 1995-10-09 | 炭化器から動力を供給されるボイラー及びガスタービンを用いて電気エネルギーを発生するための装置及び方法 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5469699A (ja) |
| EP (1) | EP0707137B1 (ja) |
| JP (1) | JP3215786B2 (ja) |
| CN (1) | CN1070260C (ja) |
| DE (1) | DE69509335T2 (ja) |
| ES (1) | ES2132537T3 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6298651B1 (en) | 1996-12-26 | 2001-10-09 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Power generation method and power generating apparatus |
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|---|---|---|---|---|
| US6156504A (en) * | 1996-03-15 | 2000-12-05 | The Penn State Research Foundation | Detection of extracellular tumor-associated nucleic acid in blood plasma or serum using nucleic acid amplification assays |
| US5918466A (en) * | 1997-02-27 | 1999-07-06 | Siemens Westinghouse Power Corporation | Coal fuel gas turbine system |
| US6911058B2 (en) | 2001-07-09 | 2005-06-28 | Calderon Syngas Company | Method for producing clean energy from coal |
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-
1994
- 1994-10-14 US US08/320,881 patent/US5469699A/en not_active Expired - Fee Related
-
1995
- 1995-10-09 JP JP26109495A patent/JP3215786B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1995-10-10 ES ES95307147T patent/ES2132537T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1995-10-10 EP EP95307147A patent/EP0707137B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1995-10-10 DE DE69509335T patent/DE69509335T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1995-10-16 CN CN95117953A patent/CN1070260C/zh not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
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|---|---|
| EP0707137A1 (en) | 1996-04-17 |
| DE69509335D1 (de) | 1999-06-02 |
| CN1070260C (zh) | 2001-08-29 |
| JP3215786B2 (ja) | 2001-10-09 |
| CN1132310A (zh) | 1996-10-02 |
| EP0707137B1 (en) | 1999-04-28 |
| US5469699A (en) | 1995-11-28 |
| DE69509335T2 (de) | 1999-12-16 |
| ES2132537T3 (es) | 1999-08-16 |
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