JPH1077485A - 水素負荷調整付複合発電装置 - Google Patents

水素負荷調整付複合発電装置

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JPH1077485A
JPH1077485A JP23076196A JP23076196A JPH1077485A JP H1077485 A JPH1077485 A JP H1077485A JP 23076196 A JP23076196 A JP 23076196A JP 23076196 A JP23076196 A JP 23076196A JP H1077485 A JPH1077485 A JP H1077485A
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JP
Japan
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hydrogen
gas
gasification
power generation
facility
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JP23076196A
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English (en)
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Keiichiro Hashimoto
敬一郎 橋本
Tadayoshi Adachi
忠由 足立
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IHI Corp
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IHI Corp
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/16Combined cycle power plant [CCPP], or combined cycle gas turbine [CCGT]
    • Y02E20/18Integrated gasification combined cycle [IGCC], e.g. combined with carbon capture and storage [CCS]

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  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
  • Feeding And Controlling Fuel (AREA)
  • Industrial Gases (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明の課題は、石炭ガス化複合発電装置に
おいて、そのガス化・ガス精製設備の定格負荷が高電力
需要時に必要な負荷より低く設定され、ゆえにガス化炉
及びガス精製設備が小型であるにもかかわらず、高電力
需要時の高負荷を達成できる水素負荷調整付複合発電装
置を提供することである。 【解決手段】 石炭等の燃料をガス化・ガス精製設備1
でガス化してガス化ガスを発生させ、これを発電に利用
する石炭ガス化複合発電装置において、夜間の低電力需
要時にガス化ガスから水素を製造して該水素を貯蔵し、
昼間の高電力需要時にこの貯蔵された水素をガス化ガス
に加えて発電する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、石炭等の燃料をガ
ス化炉でガス化してガス化ガスを発生させ、これを発電
に利用する石炭ガス化複合発電装置に係り、特に、ガス
化ガスから水素を製造しこの水素を貯蔵するプロセスを
組み込むことにより、夜間の低電力需要時にはガス化ガ
スから水素を製造してこれを貯蔵し、昼間の高電力需要
時にはこの貯蔵された水素をガス化ガスに加えて発電す
る水素負荷調整付複合発電装置に関する。
【0002】
【従来の技術】石炭等の燃料をガス化して高温のガス化
ガスを発生させこれを発電に利用する石炭ガス化複合発
電システム(IGCC: Integraged Coal Gasification Com
binedCycle)において、その負荷調整は、従来、燃料投
入量を変えることにより行われている。電力の需要は昼
間において高く、夜間において低いので、従来の石炭ガ
ス化複合発電システムで対応するには、昼間には多くの
燃料を投入し(定格負荷)、夜間には燃料投入量を小さ
くして(低負荷)、負荷調整を行うことが考えられる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、石炭ガス化
複合システム(IGCC)の場合、一般に、設定された定格
負荷を下回る低負荷で運転すると運転効率が低下すると
いう問題がある。定格負荷は、通常、昼間の電力需要に
合わせて高く設定されるため、低電力需要時には必然的
に負荷が定格負荷を下回り、運転効率の低下を招く。
【0004】また、定格負荷が高く設定される結果、ガ
ス化炉及びガス精製設備の容量もこの高い定格負荷に合
致するよう大型に構成されねばならず、建設コストを押
し上げる一因になっている。
【0005】また、上記のように燃料投入量を変えて負
荷調整を行う場合、燃料投入量の変化に伴ってガス化炉
及びガス精製設備の運転を調整する必要があるため、負
荷調整が年に数百回程度行われることになり、発電運転
がかなり面倒なものとなる。そこで、本発明の目的は、
石炭ガス化複合発電装置において、ガス化炉及びガス精
製設備がその定格負荷に対応した容量よりも小型である
にもかかわらず、高電力需要時の出力を達成できる水素
負荷調整付複合発電装置を提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項1の発明は、石炭等の燃料をガス化炉でガス化
してガス化ガスを発生させ、これを発電に利用する石炭
ガス化複合発電装置において、夜間の低電力需要時にガ
ス化ガスから水素を製造して該水素を貯蔵し、昼間の高
電力需要時にこの貯蔵された水素をガス化ガスに加えて
発電するように構成されている。
【0007】請求項2の発明は、石炭等の燃料をガス化
炉でガス化してガス化ガスを発生させ、これを発電に利
用する石炭ガス化複合発電装置において、COシフト等
によりガス化ガスの水素濃度を高くした後この水素を分
離する水素製造設備をガス化・ガス精製設備と複合発電
設備とを接続する第1移送ラインに接続して設け、製造
された水素を貯蔵する水素貯蔵設備を該水素製造設備及
び該複合発電設備に接続して設けて構成されている。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適実施の形態を
添付図面により説明する。
【0009】図1には、微粉炭等の燃料をガス化して高
温のガス化ガスを発生させ、夜間の低電力需要時にこの
ガス化ガスから水素を製造かつ貯蔵し、貯蔵された水素
を昼間の発電に利用する水素負荷調整付複合発電装置2
0が概略的に示されている。図1において、1は、微粉
炭等の燃料を水及び酸化剤を用いてガス化するガス化・
ガス精製設備である。ガス化・ガス精製設備1の下流側
には第1移送ライン5が延び、第1移送ライン5の下流
端には、ガスタービン及び蒸気タービン等を含む複合発
電設備2が接続される。
【0010】第1移送ライン5からは第2移送ライン6
が分岐して延び、この第2移送ライン6には水素製造設
備3が接続される。水素製造設備3の下流側からは第3
移送ライン7が延び、第3移送ライン7は第1移送ライ
ン5に合流する。
【0011】水素製造設備3には、また、第4移送ライ
ン8が接続され、第4移送ライン8の下流端には水素貯
蔵設備4が接続される。水素貯蔵設備4の下流側からは
第5移送ライン9が延び、第5移送ライン9の下流端は
複合発電設備2に接続される。
【0012】本発明の水素負荷調整付複合発電装置20
において、そのガス化・ガス精製設備1は、夜間に定格
負荷での運転がなされ、これと共に水素の製造及び貯蔵
が行われる。この夜間に行われるガス化・ガス精製設備
の定格負荷での運転と、水素の製造及び貯蔵とについ
て、先ず説明する。
【0013】微粉炭等の燃料,水及び酸化剤がガス化・
ガス精製設備1に供給され、ガス化されてガス化ガスが
発生する。このとき、燃料その他は、水素負荷調整付複
合発電装置20のガス化・ガス精製設備1の定格運転
(その定格負荷は、昼の高電力需要時に必要な負荷より
低く設定される)に必要な供給量が供給される。さら
に、水素負荷調整付複合発電装置20は、夜間における
負荷に見合った出力を得るために、第2移送ライン6に
余剰のガス(すなわち、夜間の発電に必要な量を越える
分のガス)を分岐する。
【0014】このようにガス化・ガス精製設備1で発生
したガス化ガスから第2移送ライン6に分岐されたガス
は、第2移送ライン6を介して水素製造設備3に送られ
る。水素製造設備3に導入されたガス化ガスからは、こ
こで既知のCOシフト反応により水素が製造される。製
造された水素は分離され、第4移送ライン8を介して水
素貯蔵設備4に送られると共に同設備4内に貯蔵され
る。上記のCOシフト反応後に残ったCO及びCO2
が含まれている水素製造設備3のオフガスは、まだ発熱
量を持っているので、第3移送ライン7を介して水素製
造設備3から第1移送ライン5に送られ、複合発電設備
2で有効利用される。
【0015】一方、第2移送ライン6に分岐しなかった
ガス化ガスは、第1移送ライン5を介して複合発電設備
2に送られる。このとき、上述のように、水素製造設備
3からのオフガスが第3移送ライン7を介して導入さ
れ、第1移送ライン5内のガス化ガスに合流する。この
ガス化ガス及びオフガスは、複合発電設備2内のガスタ
ービン及び蒸気タービン(いずれも図示されず)におい
て発電に利用された後、大気放出される。
【0016】要するに、本発明の水素負荷調整付複合発
電装置20の夜間の運転において、ガス化・ガス精製設
備1は、定格での運転であるが、ガス化ガスから第2移
送ライン6に分岐したガスのエネルギーの一部を水素と
して取り除くことにより負荷調整が行われる。また、取
り除かれた水素は、水素貯蔵設備4に貯蔵される。
【0017】なお、上記の水素製造設備3において製造
される水素の純度に関しては、この水素がプラント内で
自己消費されることから、純度が比較的低くてもよい
(90%以上であれば可)。つまり、従来の石炭ガス化
複合発電装置における水素の製造(この場合は製造され
る水素が他の機関で使用されるため、高い純度が要求さ
れる)よりも、製造条件を緩和できる。
【0018】次に、本発明の水素負荷調整付複合発電装
置20の昼間時の運転について説明する。
【0019】微粉炭等の燃料,水及び酸化剤がガス化・
ガス精製設備1に供給され、ガス化されてガス化ガスが
発生する。このとき、燃料その他は、夜間と同量、つま
り水素負荷調整付複合発電装置20のガス化・ガス精製
設備1の定格運転(上述のように、定格負荷は昼の高電
力需要時に必要な負荷より低く設定される)に必要な供
給量が供給される。つまり、水素負荷調整付複合発電装
置20のガス化・ガス精製設備1は、夜間と同様昼間に
おいても定格で運転される。
【0020】ガス化・ガス精製設備1で発生したガス化
ガスは、第1移送ライン5を介して、その全てが複合発
電設備2に送られる。また、上述のように夜間に製造さ
れ且つ貯蔵された水素が、水素貯蔵設備4から、第5移
送ライン9を介して複合発電設備2に送られる。つま
り、ガス化ガスと貯蔵された水素の両方が、複合発電設
備2に送られる。こうして複合発電設備2に導入された
ガス化ガス及び水素は、複合発電設備2内のガスタービ
ン及び蒸気タービン(いずれも図示されず)において発
電に利用された後、大気放出される。
【0021】要するに、本発明の水素負荷調整付複合発
電装置20の昼間時の運転において、ガス化・ガス精製
設備1は定格での運転であり、ガス化・ガス精製設備1
からのガス化ガスと共に、水素貯蔵設備4からの水素も
利用して、昼の高電力需要時に対応した複合発電設備に
おける定格負荷がもたらされる。
【0022】以上、要するに、本発明においては、夜間
にガス化ガスのCOシフト反応を使って水素を製造した
後でこれを貯蔵し、昼間はこの貯蔵された水素をガス化
ガスに加えて発電を行う。つまり、昼間時には、貯蔵さ
れた水素をガス化ガスに添加して、高負荷を達成する。
これにより、負荷調整(夜間の低負荷及び昼間の高負
荷)を、従来の燃料投入量の大小によらずに、昼夜を通
してガス化・ガス精製設備1の定格負荷運転を保ったま
ま、複合発電設備へ供給するガスのエネルギーの大小で
行うことができる。
【0023】ゆえに、従来の装置においては昼間の高電
力需要に合わせて高く設定されていたガス化・ガス精製
設備の定格負荷時の処理能力を、本発明においては、貯
蔵された水素を消費させる分だけ小さくすることが可能
である。このようにガス化・ガス精製設備の定格負荷を
低くできるので燃料投入量を小さくでき、従って、ガス
化炉及びガス精製設備も小型にできるので、設置スペー
ス及び建設コストを節減できる。
【0024】また、燃料投入量を変えて行う従来の負荷
調整は、ガス化炉及びガス精製設備の運転調整を伴い
(この負荷調整は通常、年に約数百回行われる)面倒で
あるが、本発明においてはこの調整作業がはるかに容易
になる。
【0025】
【発明の効果】以上、要するに、本発明に係る水素負荷
調整付複合発電装置においては、以下の優れた効果がも
たらされる。
【0026】(1)夜間にガス化ガスのCOシフトを行
って水素を高濃度化して分離及び貯蔵し、昼間はこの貯
蔵された水素をガス化ガスに加えて発電を行う。つま
り、昼間時には、貯蔵された水素をガス化ガスに添加し
て、高い電力需要に対応した高負荷を達成する。これに
より、負荷調整(夜間の低負荷及び昼間の高負荷)を、
従来の燃料投入量の大小によらずに、昼夜を通してガス
化・ガス精製設備の定格負荷運転を保ったまま水素添加
量の大小で行うことができる。
【0027】(2)ゆえに、従来の装置においては昼間
の高い電力需要に合わせて高く設定されていたガス化・
ガス精製設備の定格負荷時の処理能力を、本発明におい
ては、貯蔵された水素を消費させる分だけ小さくするこ
とが可能である。このように定格負荷を低くできるので
燃料投入量を小さくでき、従って、ガス化炉及びガス精
製設備も小型にできるので、設置スペース及び建設コス
トを節減できる。
【0028】(3)燃料投入量を変えて行う従来の負荷
調整は、ガス化炉及びガス精製設備の運転調整を伴い
(この負荷調整は通常、年に約数百回行われる)面倒で
あるが、本発明においてはこの調整作業がはるかに容易
になる。
【0029】(4)また、貯蔵物質が、エネルギーの高
い物質なので、ガス化ガスを直接貯蔵したり、メタノー
ルに改質して貯蔵するより、貯蔵設備を小さくすること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の水素負荷調整付複合発電装置の概略図
である。
【符合の説明】
1 ガス化・ガス精製設備
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 F23K 5/00 303 6958−4H C10L 3/00 D

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 石炭等の燃料をガス化炉でガス化してガ
    ス化ガスを発生させ、これを発電に利用する石炭ガス化
    複合発電装置において、夜間の低電力需要時にガス化ガ
    スから水素を製造して該水素を貯蔵し、昼間の高電力需
    要時にこの貯蔵された水素をガス化ガスに加えて発電す
    ることを特徴とする水素負荷調整付複合発電装置。
  2. 【請求項2】 石炭等の燃料をガス化炉でガス化してガ
    ス化ガスを発生させ、これを発電に利用する石炭ガス化
    複合発電装置において、COシフト等によりガス化ガス
    の水素濃度を高くした後この水素を分離する水素製造設
    備をガス化・ガス精製設備と複合発電設備とを接続する
    第1移送ラインに接続して設け、製造された水素を貯蔵
    する水素貯蔵設備を該水素製造設備及び該複合発電設備
    に接続して設けたことを特徴とする水素負荷調整付複合
    発電装置。
JP23076196A 1996-08-30 1996-08-30 水素負荷調整付複合発電装置 Pending JPH1077485A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003049610A (ja) * 2001-08-07 2003-02-21 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 電力/水素併給設備
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