JPH10226515A - ガス化複合発電・肥料生産プラント - Google Patents
ガス化複合発電・肥料生産プラントInfo
- Publication number
- JPH10226515A JPH10226515A JP9063712A JP6371297A JPH10226515A JP H10226515 A JPH10226515 A JP H10226515A JP 9063712 A JP9063712 A JP 9063712A JP 6371297 A JP6371297 A JP 6371297A JP H10226515 A JPH10226515 A JP H10226515A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- plant
- fuel gas
- power generation
- gasification
- fertilizer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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-
- 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
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
Landscapes
- Fertilizers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】ガス化プラントの設備利用率を一日を通じて平
準化する手段を提供することにある。 【解決手段】石油又は石炭をガス化し得られた燃料ガス
を二つの流れに分割し、その一つの流れを複合発電部に
送り電力を発生させ、他方の流れを肥料生産プラントに
送り窒素系肥料を生産させ、かつその分割の比率を変更
可能としたガス化複合発電・肥料生産複合プラント。
準化する手段を提供することにある。 【解決手段】石油又は石炭をガス化し得られた燃料ガス
を二つの流れに分割し、その一つの流れを複合発電部に
送り電力を発生させ、他方の流れを肥料生産プラントに
送り窒素系肥料を生産させ、かつその分割の比率を変更
可能としたガス化複合発電・肥料生産複合プラント。
Description
【発明の属する技術分野】石油残査・石炭の燃料ガスへ
の変換と、燃料ガスからの複合発電と窒素系肥料製造技
術に属する。
の変換と、燃料ガスからの複合発電と窒素系肥料製造技
術に属する。
【従来の技術】石油残査、石油コークスあるいは石炭を
ガス化炉で部分酸化することによって水素と一酸化炭素
との混合ガスを製造し、その混合ガスを燃料として発電
に用い、あるいは混合ガスの改質を進めて一酸化炭素を
水素と二酸化炭素に変換しアンモニア製造、さらに尿素
製造に利用されている。しかしガス化発電はガス化設備
や酸素発生装置など設備投資に多大の費用がかかり、さ
らに電力の消費量が一日を通じて波があるため設備の利
用率が低くなる。石炭や石油残査の有効利用が図れ、発
電効率も高いにもかかわらずその利用が進まなかった。
ガス化炉で部分酸化することによって水素と一酸化炭素
との混合ガスを製造し、その混合ガスを燃料として発電
に用い、あるいは混合ガスの改質を進めて一酸化炭素を
水素と二酸化炭素に変換しアンモニア製造、さらに尿素
製造に利用されている。しかしガス化発電はガス化設備
や酸素発生装置など設備投資に多大の費用がかかり、さ
らに電力の消費量が一日を通じて波があるため設備の利
用率が低くなる。石炭や石油残査の有効利用が図れ、発
電効率も高いにもかかわらずその利用が進まなかった。
【発明が解決しようとする課題】本願発明は、ガス化プ
ラントの設備利用率を一日を通じて平準化させる上記問
題点を解決する手段を提供することにある。
ラントの設備利用率を一日を通じて平準化させる上記問
題点を解決する手段を提供することにある。
【課題を解決するための手段】本願発明は、石油残査、
石油コークス又は石炭をガス化して得られた燃料ガスを
二つの流れに分割し、その一つの流れを複合発電部に送
り電力を発生させ、他方の流れを肥料生産部に送り窒素
系肥料を生産させ、かつその燃料ガスの分割の比率を変
更可能としたガス化複合発電・肥料生産プラントであ
る。
石油コークス又は石炭をガス化して得られた燃料ガスを
二つの流れに分割し、その一つの流れを複合発電部に送
り電力を発生させ、他方の流れを肥料生産部に送り窒素
系肥料を生産させ、かつその燃料ガスの分割の比率を変
更可能としたガス化複合発電・肥料生産プラントであ
る。
【発明の実施の形態】図１に示す通り本願発明のガス化
複合発電・肥料生産プラントのブロックフローは以下の
３つのセクションからなる。 −ガス化プラント −複合発電プラント −肥料プラント 以下それぞれのプラントについて石炭を原料とする例に
つき概要を説明する。 １）ガス化プラント ガス化プラントはガス化部、熱回収部、脱硫部及び空気
分離部から構成されている。ガス化装置は、噴流層炉、
固定層炉、流動層炉、溶融層炉などがあるが特に石炭を
原料とする場合は炭種の制限が少ないこと、ガス中にタ
ールがでないこと、スケールアップが容易である等から
噴流層炉の使用が好ましい。噴流層炉型ガス化炉はガス
化剤により酸素吹きと空気吹きとがあるが、空気分離装
置がコスト、エネルギー消費の低減、ガス精製でのガス
処理量が低減されることなど考慮すると酸素吹きの方が
空気吹きより好ましい。石炭のフィード方式にはスラリ
ーフィード方式と乾式フィード方式がある。スラリーフ
ィード方式の場合はガス化炉内で水の潜熱、顕熱に起因
する熱損失が大きくなるためガス化炉の熱効率は低くな
るが、ガス化原料が石炭以外に重質油、石油コークスな
ども使用可能であり、石炭の灰分が溶融された後水砕さ
れてガラス状のスラグとなるため取り扱いが容易となる
長所もあるため、適宜選択することができる。ガス化部
には石炭を導入し、９５％以上の純度を有する酸素の存
在下に２０〜１００ｂａｒ、１３００〜１５００℃の条
件下に燃料ガスに分解する。得られた燃料ガスは後流の
複合発電プラントと肥料プラント部に送られるが、肥料
プラントを構成するアンモニア合成部でのアンモニア合
成ガス圧縮機の消費動力低減のためガス化圧力は６０〜
１００ｂａｒが好ましい。ガス化部から得られた粗燃料
ガスは熱回収部で高圧スチームを発生させ、燃料ガス中
に含まれる灰分を除去するためスクラバーに通され、そ
の中の水によってクエンチされる。得られるガスは乾燥
ベースで水素・一酸化炭素を８５ｖｏｌ％で含む混合ガ
スである。空気分離部は空気の深冷分離でガス化部に送
る９５％以上の純度を有する酸素を製造するとともに、
アンモニア合成用の高純度窒素を製造する。深冷分離へ
供給する空気は複合発電プラントの空気圧縮機から抜き
出される。深冷分離で得られた窒素はアンモニア合成プ
ラントに送られるが、余剰の窒素は複合発電プラントの
ガスタービンに窒素酸化物の発生抑制のため送られる。
脱硫部はガス化部からの粗燃料ガス中に含まれる硫化水
素及び少量のＣＯＳを除去する。メチルジエタノールア
ミンを用いる化学吸収によってもメタノールあるいはポ
リエチレングライコールのジメチルエーテル等を用いる
物理吸着法によっても目的を達成できる。後流のアンモ
ニア合成の原料とすること、ＣＯＳの除去を同時に行え
また得られた一酸化炭素のシフト反応によって生成する
二酸化炭素の除去にも利用できることからメタノールを
用いる物理吸着法がより好ましい。除去された硫化水素
からの硫黄回収はクラウス法が利用できる。 ２）肥料プラント 肥料プラントはアンモニア製造プラントと尿素製造プラ
ントからなり従来法が使用可能である。アンモニアプラ
ントはＣＯシフト部、二酸化炭素除去部、窒素洗浄部及
びアンモニア合成部からなる。ＣＯシフト部は合成ガス
中に含まれる一酸化炭素を水素と二酸化炭素に変換す
る。二酸化炭素除去部はメタノールを用いた物理吸着に
より二酸化炭素を除去する。窒素除去部はアンモニア合
成に関与しない微量の不純物の除去を行い、アンモニア
合成に必要な水素／窒素のモル比が正確に３／１となる
よう調整する。燃料ガスの圧力を調整することによりア
ンモニア合成ガス圧縮機が不要とされる。尿素プラント
は尿素合成塔、ストリッパー、カーバメートコンデンサ
ーを主要機器とする従来の尿素合成方法で対応可能であ
る。 ３）複合発電 複合発電プラントはガスタービン、廃熱ボイラ、スチー
ムタービン等からなる従来法で十分であるが、ガス化プ
ラント及び空気分離部間での蒸気、水、空気及び窒素等
のやりとりを行うことで全体としての発電効率を向上さ
せることが行われる。ガスタービンからの廃熱回収によ
る蒸気側の発電効率を高めるために、再熱サイクル（ス
チームタービンから中圧蒸気を全量抽気し廃熱ボイラに
て再加熱し、再度蒸気タービンに送る送気システムで、
エクセルギを有効できるもの）を使用することも行われ
る。本願発明は従来法によるガス化技術、複合発電技
術、肥料合成技術を利用し、ガス化プラントからの燃料
ガスを複合発電プラント、肥料製造プラントに平行に送
り、複合発電プラントの操業度に応じて肥料製造プラン
トへ送る燃料ガスの量を調整することにある。即ち、昼
間の電力需要の旺盛なときには燃料ガスを複合発電プラ
ントに優先的に送り、夜間の電力需要の低下したときに
は燃料ガスを肥料プラントへ優先的に送ることによりガ
ス化プラントの操業度を平準化することが可能である。
複合発電・肥料生産プラントのブロックフローは以下の
３つのセクションからなる。 −ガス化プラント −複合発電プラント −肥料プラント 以下それぞれのプラントについて石炭を原料とする例に
つき概要を説明する。 １）ガス化プラント ガス化プラントはガス化部、熱回収部、脱硫部及び空気
分離部から構成されている。ガス化装置は、噴流層炉、
固定層炉、流動層炉、溶融層炉などがあるが特に石炭を
原料とする場合は炭種の制限が少ないこと、ガス中にタ
ールがでないこと、スケールアップが容易である等から
噴流層炉の使用が好ましい。噴流層炉型ガス化炉はガス
化剤により酸素吹きと空気吹きとがあるが、空気分離装
置がコスト、エネルギー消費の低減、ガス精製でのガス
処理量が低減されることなど考慮すると酸素吹きの方が
空気吹きより好ましい。石炭のフィード方式にはスラリ
ーフィード方式と乾式フィード方式がある。スラリーフ
ィード方式の場合はガス化炉内で水の潜熱、顕熱に起因
する熱損失が大きくなるためガス化炉の熱効率は低くな
るが、ガス化原料が石炭以外に重質油、石油コークスな
ども使用可能であり、石炭の灰分が溶融された後水砕さ
れてガラス状のスラグとなるため取り扱いが容易となる
長所もあるため、適宜選択することができる。ガス化部
には石炭を導入し、９５％以上の純度を有する酸素の存
在下に２０〜１００ｂａｒ、１３００〜１５００℃の条
件下に燃料ガスに分解する。得られた燃料ガスは後流の
複合発電プラントと肥料プラント部に送られるが、肥料
プラントを構成するアンモニア合成部でのアンモニア合
成ガス圧縮機の消費動力低減のためガス化圧力は６０〜
１００ｂａｒが好ましい。ガス化部から得られた粗燃料
ガスは熱回収部で高圧スチームを発生させ、燃料ガス中
に含まれる灰分を除去するためスクラバーに通され、そ
の中の水によってクエンチされる。得られるガスは乾燥
ベースで水素・一酸化炭素を８５ｖｏｌ％で含む混合ガ
スである。空気分離部は空気の深冷分離でガス化部に送
る９５％以上の純度を有する酸素を製造するとともに、
アンモニア合成用の高純度窒素を製造する。深冷分離へ
供給する空気は複合発電プラントの空気圧縮機から抜き
出される。深冷分離で得られた窒素はアンモニア合成プ
ラントに送られるが、余剰の窒素は複合発電プラントの
ガスタービンに窒素酸化物の発生抑制のため送られる。
脱硫部はガス化部からの粗燃料ガス中に含まれる硫化水
素及び少量のＣＯＳを除去する。メチルジエタノールア
ミンを用いる化学吸収によってもメタノールあるいはポ
リエチレングライコールのジメチルエーテル等を用いる
物理吸着法によっても目的を達成できる。後流のアンモ
ニア合成の原料とすること、ＣＯＳの除去を同時に行え
また得られた一酸化炭素のシフト反応によって生成する
二酸化炭素の除去にも利用できることからメタノールを
用いる物理吸着法がより好ましい。除去された硫化水素
からの硫黄回収はクラウス法が利用できる。 ２）肥料プラント 肥料プラントはアンモニア製造プラントと尿素製造プラ
ントからなり従来法が使用可能である。アンモニアプラ
ントはＣＯシフト部、二酸化炭素除去部、窒素洗浄部及
びアンモニア合成部からなる。ＣＯシフト部は合成ガス
中に含まれる一酸化炭素を水素と二酸化炭素に変換す
る。二酸化炭素除去部はメタノールを用いた物理吸着に
より二酸化炭素を除去する。窒素除去部はアンモニア合
成に関与しない微量の不純物の除去を行い、アンモニア
合成に必要な水素／窒素のモル比が正確に３／１となる
よう調整する。燃料ガスの圧力を調整することによりア
ンモニア合成ガス圧縮機が不要とされる。尿素プラント
は尿素合成塔、ストリッパー、カーバメートコンデンサ
ーを主要機器とする従来の尿素合成方法で対応可能であ
る。 ３）複合発電 複合発電プラントはガスタービン、廃熱ボイラ、スチー
ムタービン等からなる従来法で十分であるが、ガス化プ
ラント及び空気分離部間での蒸気、水、空気及び窒素等
のやりとりを行うことで全体としての発電効率を向上さ
せることが行われる。ガスタービンからの廃熱回収によ
る蒸気側の発電効率を高めるために、再熱サイクル（ス
チームタービンから中圧蒸気を全量抽気し廃熱ボイラに
て再加熱し、再度蒸気タービンに送る送気システムで、
エクセルギを有効できるもの）を使用することも行われ
る。本願発明は従来法によるガス化技術、複合発電技
術、肥料合成技術を利用し、ガス化プラントからの燃料
ガスを複合発電プラント、肥料製造プラントに平行に送
り、複合発電プラントの操業度に応じて肥料製造プラン
トへ送る燃料ガスの量を調整することにある。即ち、昼
間の電力需要の旺盛なときには燃料ガスを複合発電プラ
ントに優先的に送り、夜間の電力需要の低下したときに
は燃料ガスを肥料プラントへ優先的に送ることによりガ
ス化プラントの操業度を平準化することが可能である。
【発明の効果】ガス化プラントからの燃料ガスを発電プ
ラント及び肥料プラントに送り、その送る比率を変更可
能に設定することにより、夜間電力量の消費の落ちる間
その燃料を肥料プラントに送ることにより肥料生産の増
加に役立ち、過剰となるべき燃料ガスの貯蔵が必要でな
くなる。
ラント及び肥料プラントに送り、その送る比率を変更可
能に設定することにより、夜間電力量の消費の落ちる間
その燃料を肥料プラントに送ることにより肥料生産の増
加に役立ち、過剰となるべき燃料ガスの貯蔵が必要でな
くなる。
【図１】本発明の概念図である。
１ ガス化プラント ２ アンモニアプラント ３ 尿素プラント ４ 複合発電プラント ５ 酸素発生装置
Claims (1)
- 【請求項】石油又は石炭をガス化して得られた燃料ガス
を二つの流れに分割し、その一つの流れを複合発電部に
送り電力を発生させ、他方の流れを肥料生産部に送り窒
素系肥料を生産させ、かつその燃料ガスの分割の比率を
変更可能としたことを特徴とするガス化複合発電・肥料
生産プラント。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9063712A JPH10226515A (ja) | 1997-02-10 | 1997-02-10 | ガス化複合発電・肥料生産プラント |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9063712A JPH10226515A (ja) | 1997-02-10 | 1997-02-10 | ガス化複合発電・肥料生産プラント |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10226515A true JPH10226515A (ja) | 1998-08-25 |
Family
ID=13237277
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9063712A Pending JPH10226515A (ja) | 1997-02-10 | 1997-02-10 | ガス化複合発電・肥料生産プラント |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10226515A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8752391B2 (en) | 2010-11-08 | 2014-06-17 | General Electric Company | Integrated turbomachine oxygen plant |
-
1997
- 1997-02-10 JP JP9063712A patent/JPH10226515A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8752391B2 (en) | 2010-11-08 | 2014-06-17 | General Electric Company | Integrated turbomachine oxygen plant |
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