JPS6331651B2 - - Google Patents

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JPS6331651B2
JPS6331651B2 JP56066957A JP6695781A JPS6331651B2 JP S6331651 B2 JPS6331651 B2 JP S6331651B2 JP 56066957 A JP56066957 A JP 56066957A JP 6695781 A JP6695781 A JP 6695781A JP S6331651 B2 JPS6331651 B2 JP S6331651B2
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pipe
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Ryoichiro Ooshima
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Hitachi Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、石炭ガス化発電プラントの窒素酸化
物（以下NOxと称す）の低減に関する。
石炭ガス化発電プラントは、従来の石油燃料に
代り石炭をガス燃料に転換して使用するものであ
り、ガス化した燃料でガスタービンを駆動し、発
電を行う。また、このガスタービンの廃熱は廃熱
ボイラに流入させて蒸気を発生させ、この蒸気で
蒸気タービンを駆動し、上記と同様に発電を行う
こともできる。第１図は従来の酸素を生成する空
気分離装置を備えた石炭ガス化複合発電プラント
の系統図を示したものである。即ち、石炭は前処
理装置１を経てガス化炉２へ送られ、一方、酸素
はガス化剤として空気分離装置１２からガス化炉
２に注入される。ガス化炉２からのガス化燃料は
クリンナツプ装置３へ送つて清浄化し、しかるの
ち圧縮機４及び燃焼器５並びにガスタービン６よ
り構成するガスタービン装置の燃焼器５に送る。
燃焼器５ではクリンナツプ装置３からの燃料と圧
縮機４からの圧縮空気によつて燃焼され、ガスタ
ービン６を駆動するとともに発電機７で発電を行
う。ガスタービン６の排ガスは蒸気発生器８へ送
られ、蒸気タービン９を駆動する蒸気を発生させ
る。１０は蒸気タービン９で駆動される発電機、
１１は復水器、１３は蒸気発生器８の煙道であ
る。１５は電動機１４で駆動される圧縮機であ
り、この圧縮機１５で圧縮した空気は熱交換器１
６で冷却されて空気分離装置１２に送られ、酸素
と窒素が生成される。酸素はガス化剤としてガス
化炉２に送られ、窒素は冷却器１７の冷媒として
使用され、大気へ放出される。前記冷却器１７は
熱交換器１６を冷却する。
さて、ガス化剤として空気を用いた場合には、
1000kcal／Ｎm3前後の低カロリー燃料が得られ、
酸素を用いた場合には2000〜3000kcal／Ｎm3の中
カロリー燃料が得られる。ここで従来の高カロリ
ーガス燃料使用時と上記低・中カロリーガス燃料
使用時のガスタービンNOx発生量比較例を第２
図に示す。この図から明らかなように中カロリー
燃料は低カロリー燃料に比べてNOx発生量が高
く、場合によつては高カロリー燃料の場合とほぼ
同程度発生する。低NOx対策としては、酸素不
足あるいは酸素過剰の状態で燃焼させる乾式燃焼
法と、水蒸気や水などを燃焼器に噴出させる湿式
燃焼法がある。乾式燃焼法は火炎の安定性、一酸
化炭素の発生などの点から中カロリー以下の燃料
に対しては実用上問題があり、また湿式燃焼法は
プラント効率の低下が避けられず、ガス化発電の
場合には特に問題が大きい。
本発明は上記事情に鑑みなされたもので、その
目的とするところは、NOxの大巾低減を図るこ
とにある。
即ち、本発明の特徴は、空気を酸素と窒素のガ
ス体に分離する空気分離装置を設けるとともに、
この分離された酸素を石炭ガス化炉に注入し、前
記ガス化炉で生成されたガスを用いてガスタービ
ン装置を駆動する石炭ガス化発電プラントにおい
て、上記空気分離装置で分離された窒素をガスタ
ービン装置に吸入させる系統を設けてなる石炭ガ
ス化発電プラントにある。
以下本発明の一実施例を第３図によつて説明す
る。図中第１図と同一部品には同一番号を付して
その説明を省略し、異なる部分のみ説明する。１
８は空気分離装置１２とガスタービン６の圧縮機
４間に設けられた配管であり、空気分離装置１２
で分離生成された窒素はこの配管１８を介して圧
縮機吸込み用空気と一緒になり、圧縮機４に吸入
される。１９は配管１８より分岐し冷却器１７に
接続した配管、２０は配管１８に設けられた窒素
の流量を制御する制御弁、２１は配管１９に設け
られた窒素の流量を制御する制御弁、２２は冷却
器１７と熱交換器１６間の配管２３に接続した別
系統の冷却水供給管、２４は配管２３に接続した
冷却水排出管である。２５は冷却水供給管２２に
取付けた開閉弁、２６及び２７は冷却器１７の出
入口に位置する配管２３に取付けた開閉弁、２８
は冷却水排出管２４に取付けた開閉弁、２９は冷
却器１７で熱交換した窒素を大気に放出する配
管、３０は配管２９に取付けた制御弁、３２は管
３１に取付けた制御弁である。
さて、圧縮機１５からの空気は熱交換器１６に
おいて冷却されたのち空気分離装置１２に送ら
れ、この空気分離装置１２で酸素と窒素が生成さ
れる。生成された酸素はガス化剤としてガス化炉
２に送られ、窒素は配管１８を介して圧縮機４に
送られかつ、圧縮機４に吸入される前に空気と混
合される。圧縮機４に吸入される窒素の量は、本
実施例の場合生成量の約1/2であり、他の約1/2は
配管１９を介して冷却器１７の冷却に使用する。
空気と混合した窒素は圧縮機４で圧縮され、燃焼
器５で燃料を燃焼する。この窒素を空気に10〜
15Vol％添加し、燃焼器入口空気温度340℃、圧
力11.2気圧で運転したところ、窒素を添加しない
ものに比較してNOx濃度が約30〜40％低下した。
NOxが低下した理由は、窒素の添加により空気
中に酸素の占める割合が低下したためである。
更に、空気に対する窒素の添加割合増加すると
NOxの濃度が低下したが、しかし燃焼空気中の
酸素の占める割合が更に少なくなり、このため燃
焼が悪化するので窒素の添加割合はせいぜい
20Vol％が限度である。
また冷却器１７に流入した窒素はその冷媒（例
えば水）を冷却し、冷却された冷媒は冷却器１７
と熱交換器１６の間を配管２３によつて循環さ
れ、蒸発などにより減少した分は別途図示しない
装置によつて補給される。ところで、大気温度が
上昇する夏季などは、圧縮機４からの吸入空気量
が減じてガスタービンの出力が低下する場合があ
る。このような場合は制御弁２０を全開、制御弁
２１を全閉にして酸素発生器１２で生成される窒
素ガスすべてを圧縮機４に送り、これによつて吸
入空気を冷却して吸入空気重量の増加を図り、ガ
スタービンの出力の低下を防ぐ。このとき熱交換
器１６の冷却は次のようにして行う。即ち、冷却
器１７の出入口に取付けた開閉弁２６，２７を閉
じ、冷却水供給管２２及び冷却水排出管２４に取
付けた開閉弁２５，２８を開き、冷却水供給管２
２より配管２３を介して熱交換器１６に冷却水を
供給する。熱交換され温度上昇した冷却水は冷却
水排出管２４より排出する。
また、部分負荷時などガスタービンへの吸入窒
素量を変化させたい場合には、配管２９，３１の
制御弁３０，３２を制御し、冷却器１７で熱交換
後の窒素ガスを圧縮機４に流入させることによつ
て可能となる。
本発明によれば空気分離装置で生成した窒素に
よつてNOxの大巾低減を図ることができ、また、
夏季などは窒素によつてガスタービンの出力低下
を防止するなどその効果は極めて大である。
【図面の簡単な説明】
第１図は従来の石炭ガス化発電プラントの系統
図、第２図はカロリーの異なる燃料使用時のガス
タービンNOx発生量説明図、第３図は本発明の
一実施例を示す石炭ガス化発電プラントの系統図
である。 ４……圧縮機、５……燃焼器、６……ガスター
ビン、１２……空気分離装置、１７……冷却器、
１８，１９……配管。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 空気を酸素と窒素のガス体に分離する空気分
    離装置を設けるとともに、この分離された酸素を
    石炭のガス化炉に注入し、前記ガス化炉で生成さ
    れたガスを用いてガスタービン装置を駆動する石
    炭ガス化発電プラントにおいて、上記空気分離装
    置で分離された窒素をガスタービン装置に吸入さ
    せる系統を設けてなることを特徴とする石炭ガス
    化発電プラント。 ２ 上記系統より分岐し、空気分離装置の分離用
    空気を冷却する系統を設けてなることを特徴とす
    る特許請求の範囲第１項記載の石炭ガス化発電プ
    ラント。
JP56066957A 1981-05-06 1981-05-06 Power plant with gasification of coal Granted JPS57183529A (en)

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FR2858398B1 (fr) * 2003-07-30 2005-12-02 Air Liquide Procede et installation d'alimentation d'une unite de separation d'air au moyen d'une turbine a gaz
WO2006038629A1 (ja) * 2004-10-05 2006-04-13 Jgc Corporation ガス化複合発電設備、その制御方法、燃料ガスの製造方法

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