JPS62258107A - 複合原動装置 - Google Patents

複合原動装置

Info

Publication number
JPS62258107A
JPS62258107A JP9947686A JP9947686A JPS62258107A JP S62258107 A JPS62258107 A JP S62258107A JP 9947686 A JP9947686 A JP 9947686A JP 9947686 A JP9947686 A JP 9947686A JP S62258107 A JPS62258107 A JP S62258107A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
methanol
steam
preheater
reactor
gas
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.)
Granted
Application number
JP9947686A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2706235B2 (ja
Inventor
Tetsuya Imai
哲也 今井
Makoto Nagai
長井 真
Tadashi Tsuji
正 辻
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Heavy Industries Ltd filed Critical Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority to JP61099476A priority Critical patent/JP2706235B2/ja
Publication of JPS62258107A publication Critical patent/JPS62258107A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2706235B2 publication Critical patent/JP2706235B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL 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
    • 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]

Landscapes

  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、効率の向上、コストの低減、プラントの小形
化を図れる二うにしたメタノールの改質と分解を利用す
る複合原動装置に関する。
〔従来の技術〕
従来、エンジン、ガスタービンなどの排ガスの顕熱を熱
源として利用し、メタノール又はメタノールと水の混合
物を原料として分解又は水蒸気改質を行わせる場合、特
定の触媒を用いてメタノール分解反応を行わせるか、ま
たはメタノール水蒸気改質反応のみを行わせていた。
メタノール分解反応は、次の(1)、(2)式のとおり
である。
CH,OH4CO+2H,△H25℃= 21.7 k
cal/’mol ・”・・’(1)CH30H+−n
H2O−+(2+n)H2+(1−n)CO+nCO2
−−−−−−(2)ここで0(n(1 ま九メタノー!水蒸気改質反応は、次の(3)式のとお
シである。
CH30H+H10−+ CO2+3H1△H25℃=
11.8 kcal/mol−(3)〔発明が解決しよ
うとする問題点〕 従来は、反応器の触媒層においては、反応が進行すると
共に熱移動が行われ、これと同時に排ガスの温度レベル
が低下する。この温度低下に伴ない触媒層温度の低下、
ついては反応速度の激減をひきおこすことから、効率が
非常に悪くなるという問題がある。
第4図に従来の複合原動装置の概略構成を示す。
供給された主としてメタノールからなる燃料aは、燃料
予熱器8aで予熱され、メタノール分解反応器9bで分
解された後、燃焼用空気すと共に燃焼し、その燃焼エネ
ルギーによシガスタービン発電系2を駆動している。
このガスタービン発電系2は、ガスタービン2aとその
タービン出力によって駆動される発電機2bおよび前記
燃焼用空気すに対する空気圧縮機2cを備えて構成され
、発電出力を得ている。
そして、ガスタービン発電系2の高温排ガスCは、排熱
ボイフ系5の排気本管3aおよび排気分岐管7を通して
排出される。
排気本管3a内には、ボイラ蒸気に対する給水予熱器5
bおよび蒸気発生器3Cがあり、また排気分岐管7内に
は燃料予熱器8aおよびメタノール分解反応器9bが設
けられており、前記排ガスCの熱エネルギを回収し、蒸
気発生および燃料の分解を行っている。
ここで発生した蒸気が、蒸気タービン発電系4の蒸気タ
ービン4aに供給され、発電機4bが駆動されてタービ
ン出力が得られるようになっている。尚、上記蒸気ター
ビン4aを駆動した後の蒸気は、復水器5に供給され、
冷却水dによって冷却液化されたのち、冷却水ポンプ6
を介して前記給水予熱器3bに供給され、さらに蒸気発
生器5Cによυ加熱されて高圧蒸気となる。
一方、分解反応器9bで分解された燃料は燃焼器1に導
入され、燃焼用空気すと共に燃焼する。
しかし、排気分岐管7内で排気ガスの温度は均一ではな
く、大きな温度勾配を有するため、分解反応器9b内に
おいても同様に大きな温度勾配を有し、排ガス入口付近
の高温部分では触媒が劣化しやすく、また排ガス出口付
近の低温部分では反応は極めて遅くなシ、十分な性能が
得られないという問題があった。
本発明は、上記の問題点を解決し、長時間に亘って高効
率で運転を行うことが可能な複合原動装置を提供するこ
とにある。
〔問題点を解決するだめの手段〕
本発明者らは、上記の問題点を解決すべく鋭意実験、検
討を重ねた結果、排ガス(熱媒)の温度勾配に応じて高
温側にメタノ−〜分解反応器、低温側にメタノール水蒸
気改質反応器をこの順に配列してメタノールの分解と改
質を利用する複合原動装置は、−ffi類の反応器を用
いた従来の複合原動装置よりも、排熱から有効に熱を回
収するとともに、触媒に適した温度で反応を進行させる
ことができるとの知見を得た。
本発明は、上記知見に基づくもので、ガスタービンの排
熱エネルギーの一部を熱媒を介して回収するに際し、高
温側のメタノール分解触媒から低温側のメタノール水蒸
気改質の順に配列した反応器をもつととを特徴とする複
合原動装置を提供するものである。
すなわち本発明は、ガスタービン排ガスを熱源とする排
熱ボイフ内を排気本管と排気分岐管とに分け、排気本管
に上記ガスタービン排ガスの入側から出側に向って蒸気
発生器及び給水予熱器を順次連通して設け、排気分岐管
に上記ガスタービン排ガスの入側から出側に向ってメタ
ノール分解反応器、メタノール水蒸気改質反応器及びこ
れら反応器へ供給される原料ガスの予熱器を順次連通し
て設け、上記蒸気発生器で発生する蒸気を蒸気タービン
へ導くラインと、上記メタノール分解反応器で生成する
分解ガスを上記ガスタービンの燃焼器へ導くラインとを
設けることを特徴とするメタノールの改質及び分解を利
用する複合原動装置に関するものである。
〔作用〕
本発明の複合原動装置においては、排熱から有効に熱を
回収できるため、反応器自体を小型化できる上に、排ガ
スポイフーおよびスチームタービンの出力を大きくとれ
るため、発電出力および発電効率を向上させることがで
きる。また触媒に適した速度で反応を進行させることが
できる。
〔実施例〕
第1〜5図は、本発明により、低温側に改質反応器、高
温側に分解反応器を持つ改質/分解複合原動装置の構成
例を示すものである。なお、第1〜3図中、第4図と同
一の部分は同一符号を付しである。
第1図の例では、水蒸気改質用燃料fはメタノールと水
の混合物で、これが燃料予熱器8bで予熱され、メタノ
ール水蒸気改質反応器9aで水蒸気改質される。一方、
主としてメタノールからなる分解用燃料aは、燃料予熱
器8aで予熱された後、水蒸気改質された燃料と混合さ
れて、分解反応器9bに導かれ、分解されてから燃焼器
1に導入される。
第2図の例では、燃料aはメタノールで、燃料予熱器8
aを通った後、その一部は蒸気発生器3Cから出た蒸気
の一部と混合され、水蒸気改質反応器9aに導かれる。
燃料予熱器8aを出た残シの燃料は、水蒸気改質反応器
9aを出た燃料と燃料と混合され、分解反応器?bで分
解され、燃焼器に導かれる。
第3図の例では、燃料aはメタノールで、燃料予熱器8
aを通った後、その一部は蒸気タービン4aから抽気さ
れた蒸気と混合され、水蒸気改質反応器?aに導かれる
。燃料予熱器8aを出た残りの燃料は、水蒸気改質反応
器9aを出た燃料と混合され、分解反応器9bで分解さ
れ、燃焼器に導かれる。
第1図に示す改質/分解複合原動装置の性能ヲ、コンピ
ューターシミユV++ Vヨンヲ使って試算すると、第
4図の従来のものに比べて、触媒量で30−の減少、発
電効率でCL2%の向上となる。
具体的には分解反応器9bとして白金触媒19m3とニ
ッケルー銅系触媒19m3とを充填したものを用い、水
蒸気改質反応器として銅−亜鉛系触媒19m3を充填し
たものを用い、505℃の排熱をボイラ3に導入する第
1図に示す複金属m装置tによりコンピューターシミュ
レーションを用いて試験を行った。
すなわち、メタノ−/L/ (410kmol/h)と
スチーム(410kmol/h)の混合気を265℃で
供給し、水蒸気改質反応器9aで水蒸気改質反応を行わ
せ、1440 kmol/h のガスCH161、5%
、Co &1 %、 Co、 1 a5%、CH30)
I7、1 %、馬o 1112チのガス組成)を得た。
このガスに燃料予熱器8aから1360 kmol/h
 のメタノールを265℃で供給し、分解反応器9bで
分解反応を行わせたところ、4700 kmol/hの
ガス(I(,61,7%、CO19,0%、co、an
−1CM、OI(9,7%、 H2O1,2’% )を
得た。メタノール転化率は90チであった。また、この
ガスを燃焼器1で燃焼させてガスタービン2aを回し、
その排熱の一部を排熱ボイラ3で回収し、蒸気発生器3
cで発生させた蒸気によシスチームタービン4aを回す
と、ガスタービン2a出力は121600kvr、スチ
ームタービン越出力は37400 kwとなり、発電効
率4z2チが得られた。
一方、第4図の分解反応器9bとして白金触媒とニッケ
μ−鋼系触謀とを充填したものを用いた複合原動装置を
コンピューターシミュレーションによシ試験を行うと、
メタノ−、/’ (1770kmo1/h)とスチーム
(170kmol/h)を投入し、メタノール転化率?
O%を達成するには白金触媒277FL”と、ニッケル
ー銅系触媒54m3が必要であった。また、前記と同様
の計算を行うと、ガスタービン2a出力は121920
kw、スチームタービン4a出力は55200 kvと
なシ、発電効率は4&6チとなった。
また、第2図、第3図に示す改質/分解複合原動装置に
ついても、第1図のものと同様な性能を得ることができ
る。
〔発明の効果〕
以上、実施例から明らかなように、本発明の複合原動装
置を用いることにより、従来に比べて触媒量で30チの
減少すなわち反応器の小型化とコストの低減、および発
電効率で0.2%の向上を計ることができる。
【図面の簡単な説明】 第1〜3図は本発明の実施例を示す概要図、第4図は従
来技術を説明するための概要図である。 2a・・・ガスタービン、2b・・・発電機、3a・・
・排気本管、3b・・・給水予熱器、3C・・・蒸気発
生器、4a・・・蒸気タービン、4b・・・発電機、7
・・・排気分岐管、8a、8b・・・燃料予熱器、9a
・・・メタノール水蒸気改質反応器、9b・・・メタノ
ール分解反応器 手続補正書    ス 昭和61年 8 月 79日

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)ガスタービン排ガスを熱源とする排熱ボイラ内を
    排気本管と排気分岐管とに分け、排気本管に上記ガスタ
    ービン排ガスの入側から出側に向つて蒸気発生器及び給
    水予熱器を順次連通して設け、排気分岐管に上記ガスタ
    ービン排ガスの入側から出側に向つてメタノール分解反
    応器、メタノール水蒸気改質反応器及びこれら反応器へ
    供給される原料ガスの予熱器を順次連通して設け、上記
    蒸気発生器で発生する蒸気を蒸気タービンへ導くライン
    と、上記メタノール分解反応器で生成する分解ガスを上
    記ガスタービンの燃焼器へ導くラインとを設けることを
    特徴とするメタノールの改質及び分解を利用する複合原
    動装置。
  2. (2)原料ガス予熱器をメタノール水蒸気改質用原料の
    予熱器とメタノール分解用原料の予熱器とに分け、メタ
    ノール水蒸気改質用原料予熱器とメタノール水蒸気改質
    反応器とを連結するラインに、メタノール分解用原料予
    熱器出口ガスラインを連結することを特徴とする特許請
    求の範囲(1)に記載の複合原動装置。
  3. (3)原料ガス予熱器出口を、メタノール水蒸気改質反
    応器入口、及びメタノール水蒸気改質反応器出口とメタ
    ノール分解反応器入口と連結するラインに、それぞれ連
    結し、上記原料ガス予熱器出口とメタノール水蒸気改質
    反応器入口とを連結するラインに、蒸気発生器出口と蒸
    気タービンとを連結する蒸気ラインから分岐するライン
    を連結することを特徴とする特許請求の範囲(1)に記
    載の複合原動装置。
  4. (4)原料ガス予熱器出口を、メタノール水蒸気改質反
    応器入口、及びメタノール水蒸気改質反応器出口とメタ
    ノール分解反応器入口と連結するラインに、それぞれ連
    結し、上記原料ガス予熱器出口とメタノール水蒸気改質
    反応器入口とを連結するラインに蒸気タービンから抽気
    する蒸気を導入するラインを連結することを特徴とする
    特許請求の範囲(1)に記載の複合原動装置。
JP61099476A 1986-05-01 1986-05-01 複合原動装置 Expired - Fee Related JP2706235B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61099476A JP2706235B2 (ja) 1986-05-01 1986-05-01 複合原動装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61099476A JP2706235B2 (ja) 1986-05-01 1986-05-01 複合原動装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS62258107A true JPS62258107A (ja) 1987-11-10
JP2706235B2 JP2706235B2 (ja) 1998-01-28

Family

ID=14248365

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP61099476A Expired - Fee Related JP2706235B2 (ja) 1986-05-01 1986-05-01 複合原動装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2706235B2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012068014A (ja) * 2010-09-23 2012-04-05 General Electric Co <Ge> 発電するためのシステム及び方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS54124003A (en) * 1978-03-04 1979-09-26 Metallgesellschaft Ag Production of fuel gas
JPS59105909A (ja) * 1982-12-09 1984-06-19 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 燃料クラツキング複合発電システム

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS54124003A (en) * 1978-03-04 1979-09-26 Metallgesellschaft Ag Production of fuel gas
JPS59105909A (ja) * 1982-12-09 1984-06-19 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 燃料クラツキング複合発電システム

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012068014A (ja) * 2010-09-23 2012-04-05 General Electric Co <Ge> 発電するためのシステム及び方法
US8371100B2 (en) 2010-09-23 2013-02-12 General Electric Company System and method to generate electricity

Also Published As

Publication number Publication date
JP2706235B2 (ja) 1998-01-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7537750B2 (en) Method for producing hydrogen gas by steam methane reforming using solar energy
EP2320049B1 (en) Gasification power generation system provided with carbon dioxide separation and recovery device
RU2222492C2 (ru) Способ комбинированного получения синтез-газа и электрической энергии
CN1126276A (zh) 装有燃料改性器的燃煤联合发电设备
CZ20004883A3 (en) Process for producing electric power, steam and carbon dioxide from hydrocarbon starting products
KR920701627A (ko) 기계적 에너지의 발생 방법 및 그 장치
JP3911540B2 (ja) ごみのガス化ガスによる燃料電池発電システム
CN104445060B (zh) 高温能量的综合利用方法
JP7136523B1 (ja) カーボンニュートラルメタン使用液体燃料製造システム
JP2013112769A (ja) ガソリン又はジメチルエーテルを製造するシステム又は方法
TW202408660A (zh) 方法
US8671695B2 (en) Process for the production of hydrogen with total recovery of CO2 and reduction of unconverted methane
CN105745402B (zh) 通过回收热机的循环过程中的能量载体进行能量转化的方法
CN114471401B (zh) 基于化学回热氨源部分裂解的布雷顿循环系统及循环方法
JPS62258107A (ja) 複合原動装置
Larson et al. Production of hydrogen and methanol via biomass gasification
CN210855301U (zh) 一种利用汽化炉发电联供水煤气生产甲醇合成液氨的设备
JPH03258902A (ja) 発電プラント
JPS57199183A (en) Power generation with fuel cell and its equipment
RU2050443C1 (ru) Комбинированная парогазовая энергетическая установка
US20240101419A1 (en) Process for Producing Hydrogen Product Having Reduced Carbon Intensity
JPS61290665A (ja) 燃料電池複合発電装置
JPS62214235A (ja) メタノ−ルを燃料に用いるガスタ−ビン発電システム
RU2097314C1 (ru) Способ каталитической конверсии природного газа
WO2024063808A1 (en) Process for producing hydrogen product having reduced carbon intensity

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees