WO1998029653A1 - Production d'electricite et installations associees - Google Patents

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WO1998029653A1
WO1998029653A1 PCT/JP1997/004646 JP9704646W WO9829653A1 WO 1998029653 A1 WO1998029653 A1 WO 1998029653A1 JP 9704646 W JP9704646 W JP 9704646W WO 9829653 A1 WO9829653 A1 WO 9829653A1
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Masaki Iijima
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Mitsubishi Heavy Industries, Ltd.
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Definitions

  • a boiler material such as coal and heavy oil is partially treated and separated into a distillate and ⁇ , and the gas turbine fuel obtained from the distillate alone or for a gas turbine is used.
  • the gas is supplied to a gas turbine, burned to generate electricity, and the residue is used as boiler fuel, supplied to the boiler alone or in combination with the boiler fuel alone, burned to generate steam, and steam turbine is generated.
  • the present invention also relates to a power generation method and apparatus for generating electricity by means of an exhaust gas, and to an exhaust gas refueling type power generation method and apparatus for supplying exhaust gas to a boiler and converting the gas into boiler fuel combustion.
  • Methods for converting the energy from combustion into energy through a prime mover such as a turbine include a power generation method using a boiler and a steam tapin, a gas generation method using a gas bin, and a combined cycle power generation method that combines these methods.
  • a power generation method using a boiler and a steam turbine heavy oil, crude oil, residual oil or coal is used as fuel, and the turbine is driven by high-temperature, high-pressure steam generated in the boiler to generate power.
  • HHV High
  • the power generation rate is indicated by the HHV standard) and is relatively low.
  • gas turbines convert liquefied natural gas (LNG), kerosene, light oil, etc. into ffl, burn the fuel with compressed air, and heat the compressed ⁇ with the heat of combustion to produce high-temperature fuel.
  • LNG liquefied natural gas
  • the high-pressure gas circumvents the evening bottle to generate electricity.
  • the emission rate is 20 to 35%
  • the gas of the gas turbine is at a high temperature of, for example, 450 to 700 ° C, and can utilize this heat.
  • the LNG of the fuel is expensive to store and may cause a problem in supply.
  • thermal power generation uses coal and heavy oil, which are naturally abundant in addition to oil and LNG, as its current fuel, and its efficiency is being studied.
  • IGCC coal gasification combined cycle
  • An object of the present invention is to perform high-efficiency power generation by using a low-cost or low-utility boiler special fuel (fuel that cannot be used in a gas turbine and can be used in a boiler) and generate high efficiency. In other words, it is to use the energy effectively, and to find a method with less adverse effect on the equipment and low equipment cost.
  • Another method is to use a fuel generation source such as a petroleum refining facility, and to share the method and equipment for generating electricity using fuel at a low cost.
  • the present inventors have eagerly discussed power generation using IJ using various fuels, and as a result, inexpensive or low-use boilers such as coal, crude oil, and heavy oil have been stripped, distilled, pyrolyzed, Partial treatment by dry distillation, microwave irradiation Ji, partial water gasification, partial calcination gasification, etc., and appropriate separation into distillate and ⁇ will improve the properties, quality, and heat generation of the distillate. It is suitable for gas turbine fuels, and it has been found that the properties, generation and ⁇ S are suitable for boiler fuels. It is suitable for cono-indian cycle power generation combined with power generation. In addition, gas distillate is used alone or distillate and fuel for gas turbine are used for gas turbine fuel.
  • the first aspect of the present invention is that a boiler material (F) is partially treated and separated into a distillate (D) and a swelling (R), and the distillate (D) power and the obtained gas
  • the turbine fuel (G) unit X is a mixture of the gas turbine fuel (G) and the gas turbine fuel (G ') as the gas turbine fuel (A), and the remaining (R) unit ⁇ (R) and a boiler fuel (F) and a mixture of Z or another type of boiler fuel (F ') as a boiler fuel (B) and a gas turbine fuel (A) as a gas bin
  • the method relates to a method for generating electricity by burning gas turbines and generating electricity by IgHl while burning boiler fuel (B) in a boiler and generating steam using a steam turbine.
  • fuel suitable for gas turbines and steam turbines can be efficiently obtained from inexpensive or low-utility boiler-burning fuels such as coal and heavy oil (fuel that cannot be used for gas turbines but can be used for boilers).
  • inexpensive or low-utility boiler-burning fuels such as coal and heavy oil (fuel that cannot be used for gas turbines but can be used for boilers).
  • the second aspect of the present invention relates to the power generation method according to the first aspect of the present invention, in which a gas turbine exhaust gas is supplied to a boiler, and boiler fuel (B) is re-exhausted.
  • the third aspect of the present invention is to supply gas turbine exhaust gas to a waste heat recovery boiler to generate steam for power generation.
  • the present invention relates to the method according to the first aspect of the present invention, wherein the boiler fuel (B) is exhausted and reburned by supplying exhaust gas from a waste heat recovery boiler to the boiler.
  • the steam generated by the generated TO is generated from the residual heat in the gas turbine exhaust gas. It has a high power rate because it can burn ⁇ .
  • a fourth aspect of the present invention is the power generation device according to any one of the first to third aspects of the present invention, wherein the partial treatment is a partial separation treatment selected from the group consisting of tobbing, flushing, distillation, extraction, decantation, or a mixture thereof. It is about the method.
  • a fifth aspect of the present invention is the present invention, wherein the partial treatment is a partial decomposition treatment selected from the group consisting of pyrolysis, carbonization, water gasification, combustion gasification, hydrogenation, liquefaction, microwave irradiation, or a mixture thereof.
  • the partial treatment is a partial decomposition treatment selected from the group consisting of pyrolysis, carbonization, water gasification, combustion gasification, hydrogenation, liquefaction, microwave irradiation, or a mixture thereof.
  • a sixth aspect of the present invention relates to the TO method according to any one of the fourth to fifth aspects of the present invention, wherein the partial treatment is performed at 250 ° C. or more and 500 ° C. or less.
  • a seventh aspect of the present invention is the method according to any one of the first to sixth aspects, wherein the calorific ratio of the distillate (D) to the residue (R) is 20 to 60% to 80 to 40%.
  • the present invention relates to the power generation method according to any one of the first to seventh aspects of the present invention, wherein the power generation method is used for a fuel (G) for a gas turbine. As a result, it is possible to prevent moisture and impurity components dissolved therein from entering the gas turbine fuel.
  • the oil (0) is distilled to separate it into a refined fraction (C) and a distillation residue (R '), and the refined fraction (C) is converted into a gas turbine fuel (G).
  • An eighth aspect of the present invention which relates to a TO method using a distillation residue (R ') in a boiler, relates to the TO method.
  • a tenth aspect of the present invention resides in a gas turbine fuel according to the eighth to ninth aspects, wherein the gas turbine fuel (A) contains a total of 0.5 wt ppm or less of sodium and potassium in a total amount of 0.5 wt ppm or less of vanadium. It is related to the power generation method described in the section “Power”.
  • the sum of Na and K is 0.5 Sgp pm or less, the V content is 0.5 ppm by weight or less, and even if the gas turbine is operated for a long time ii ⁇ ffl, turbine blades etc. Less corrosion.
  • the eleventh to ninth aspects of the present invention in which the gas component (V) is combusted by the gas-only gas turbine and the oil component (0) or the refined fraction (C) is combusted by the oil-only gas turbine. It relates to the power generation method described in any of the above.
  • gas and oil can be efficiently and stably burned to generate gas turbine power.
  • a second aspect of the present invention is a partial processing means for partially processing a boiler confidential fee (F) to separate it into a distillate (D) and a fraction (R), and the gas turbine fuel according to the first aspect of the present invention.
  • a gas turbine that burns (A) to generate gas a gas turbine generator that generates power by the generated gas turbine, and a boiler that burns steam by burning the boiler fuel ( ⁇ ) according to the first aspect of the present invention.
  • the present invention relates to a power generation device including a steam turbine that is generated by a steam that has been generated, and a steam turbine power generation that generates power by using the activated steam turbine.
  • fuels suitable for gas turbines and steam turbines can be efficiently obtained from inexpensive or low-grade boiler-fired fuels such as coal and heavy oil, and these fuels can be obtained. And the ability to combine inexpensive or low-utility boiler specialty and various fuels for gas turbines. Economically and at the same time, the power can be efficiently selected by selecting fuel.
  • a thirteenth aspect of the present invention relates to the power generator according to the thirteenth aspect of the present invention, further comprising an exhaust gas supply unit for supplying gas turbine exhaust gas to the boiler.
  • the residual heat in the gas turbine exhaust gas and the residual amount of 10 to 15% can be used to burn the residue, so that power can be generated with a power generation efficiency of about 46%.
  • a waste heat recovery boiler for supplying gas turbine exhaust gas to generate steam and an exhaust gas supply means for supplying the waste heat recovery boiler exhaust gas to the boiler. It relates to a power generator.
  • a fuel for a gas turbine and a fuel for a boiler are provided at a same location, and the fuel for a gas bin is supplied to the gas bin and burned.
  • the gas generated by the Ki ⁇ ⁇ combustion gas is used to power the gas turbine and generate electricity, and the boiler is supplied to a boiler and burned using the gas turbine exhaust gas. It relates to a power generation method that generates power as needed.
  • a sixteenth aspect of the present invention is the method according to the fifteenth aspect, wherein the facility is selected from the group consisting of a petroleum refining plant, an iron making plant, a chemical plant, and a combination thereof. It is about.
  • the present invention further shows the following as the invention.
  • the boiler material is partially treated to be separated into a distillate and ⁇ , the distillate is converted into gas turbine fuel, and 3 ⁇ 4 is converted into boiler fuel, and Bin fuel is supplied to a gas turbine to burn it, and the combustion gas for driving generated by the combustion guides the gas turbine to generate power, and supplies the boiler with a fuel for the Ranko boiler and a fuel exclusively used for the boiler.
  • This is a method of generating electricity by burning steam and generating steam by the generated steam.
  • a boiler fuel is partially treated and separated into a distillate and, the distillate is converted into gas turbine fuel by ⁇ ffl, 3 ⁇ 4 is converted into boiler fuel, and a gas turbine fuel and mt
  • the gas turbine fuel is supplied to the gas turbine and burned, and the fuel generated by the combustion drives the gas turbine to generate power by using the generated combustion gas.
  • the boiler fuel is supplied to the boiler and burned, and the generated steam is generated.
  • the present invention relates to a boiler specialty material (F) or (F '), coal, charcoal having a volatile content of 20% by weight or more, charcoal, coke, heavy oil, residual oil, pitch, bitumen, petroleum coke, carbon , Tar sand, sand oil obtained from tar sand, oil shale, shale oil obtained from oil shale, orinoco tar, water suspension of orinoco tar! 3 ⁇ 4rr? , Petroleum-oil mixtures (C OM), petroleum-water mixtures (CWM), coal-methanol slurries, wood, grasses, oils or slags from natural sources such as trout, waste plastics, combustible waste, and mixtures thereof
  • Fig. 3 shows a method according to the above, which is a fuel selected from the group consisting of:
  • the present invention relates to a fuel for gas turbine (C) hydrogen, methane, ethane, ethylene, propane, propene, butanes, butenes, hexanes, hebutanes, methanol, ethanol, propanol, butanol, Dimethinolether, Jetinolether, LNG: LPG, naphtha, gasoline, kerosene, gas oil, normal pressure boiling point, cracking of heavy oil below 500 ° C ⁇ , natural gas, methane, landfill gas, blast furnace gas, Cox furnace gas, gas, by-product gas from a chemical plant containing hydrogen, stone ⁇ X is gasified gas of heavy oil, coal dry distillation gas, coal-based gasified gas, coal partial combustion gas, heavy gas Oil heat separation light oil or gas, heavy oil pyrolysis!
  • 3 ⁇ 4® oil or gas heavy oil oxidative cracking oil or gas, super heavy oil pyrolysis basket oil or gas, super heavy oil oxidizing crack basket oil or gas, fermentation gas, and a fuel selected from the group consisting of a mixture thereof It illustrates one of the power generation methods described above.
  • the present invention shows the above-described method of the present invention in which the boiler-only fuel to be partially treated is coal, heavy oil, or a mixture thereof.
  • the present invention shows the above-mentioned method of the present invention in which gas turbine exhaust gas is supplied to a boiler, and boiler fuel and / or a boiler exclusive gas is supplied and combusted.
  • the present invention shows the above-described power generation method of the present invention in which combustion of a boiler is performed using only gas turbine exhaust gas.
  • the present invention shows a power generation method in which microwave irradiation is performed by supplying carbon to a boiler fuel (F).
  • the present invention shows a power generation method in which water gasification is performed by supplying a boiler-burning fuel (F) with a supplemental gas and a gas.
  • F boiler-burning fuel
  • the present invention shows a production method in which combustion gasification is carried out by supplying boiler-fired fuel (F) or by supplying gas and energy.
  • the present invention comprises a partial treatment means, a gas bin per day, a gas turbine generator, a boiler, a steam turbine, and a steam bin generator.
  • the present invention discloses a power generator that supplies steam to a boiler and burns the steam, and drives the steam turbine to generate power by the generated steam.
  • the present invention shows the above-described power generation method of the present invention, in which gas turbine exhaust gas is supplied to a boiler, and ⁇ is supplied with air to burn.
  • the present invention shows the above-described power generation method of the present invention in which boiler combustion is performed using only gas turbine exhaust gas.
  • the invention relating to carbonization of coal of the present invention further shows the following.
  • coal particularly coal containing volatile matter of not less than 20% by weight
  • the distillate is used as a gas turbine fuel.
  • a fuel using boiler fuel for steam turbine with pyrolysis coal k3 ⁇ 4 ⁇ , charcoal or coke which is a fractionated fractionated fraction, particularly dry distillation of 500 ° C or less. It also shows a method for producing a TO fuel that separates gas and Z or oil from distillate and uses the gas and / or oil as fuel for gas turbines. is there.
  • the present invention also provides a gas turbine using the gas and Z or oil obtained above as a fuel, wherein the fuel has a salt content of 0.5 wt ppm or less and a vanadium content of 0.5 wt ppm or less. Indicates TO fuel. Further, the present invention provides a power generation fuel in which coal is partially treated and separated into a distillate and ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ , the distillate is used as a fuel for a gas turbine, and ⁇ ⁇ is used as a boiler fuel for a steam turbine. 1 shows a production method of the present invention.
  • the present invention provides a method for heating coal from 0.1 to 100 OOO CTCZ seconds for 0.1 to: L 0 seconds to rapidly partially pyrolyze the coal and separate it into distillate and It shows a method for producing a fuel for power generation using the distillate as fuel for a gas bin and using boiler fuel as steam for a steam turbine.
  • the present invention provides a combined cycle power generation system wherein gas turbine fuel obtained from the distillate obtained by the above-mentioned et ⁇ i partial pyrolysis is used as a gas turbine, and ⁇ is used as a boiler fuel. It shows.
  • the invention of the present invention relating to the microphone mouth opening of coal further shows the following.
  • coal particularly coal containing volatile matter of 20% by weight or more
  • the distillate is used as a gas turbine fuel.
  • the partial decomposition treatment is microphone mouth wave irradiation treatment, especially when the microphone mouth wave irradiation treatment is 50 ° C or more.
  • the present invention provides a boiler in which a coal is partially separated by microwave irradiation Ji to separate a distillate and a ⁇ ", and the distillate is used as fuel for a gas turbine. Demonstrating how to use TO fuel as fuel! ⁇
  • the invention relating to the partial water gasification of coal of the present invention further shows the following.
  • the present invention relates to a method for producing a generated TO fuel using partial water gasification of coal to separate a distillate and 3 ⁇ 4 ⁇ , using the distillate as a fuel for a gas turbine, and using as a boiler fuel.
  • Water gasification is performed by directly adding steam to the gas, and partial water gasification is further performed using hydrogen, hydrocarbons, silicon dioxide or It shows a production method performed by adding these mixtures.
  • the present invention also provides a method for separating a gas or a gas and an oil from a distillate, and using the gas or the gas and the oil as a fuel for a gas turbine. It shows the method of generating fuel with a ratio of 30-45% to 70-55% in ratio.
  • the invention relating to the partial combustion gasification of coal of the present invention further shows the following.
  • the present invention provides a method for producing a generated TO fuel using partial combustion gasification of coal to separate it into a distillate and a distillate, using the distillate as a gas turbine fuel, and using ⁇ as a boiler fuel.
  • the method and partial combustion gas treatment further include hydrogen, carbon, carbon dioxide, or a mixture of these, and the production method of ffl fuel.Furthermore, the gas fraction or gas and oil fraction from the distillate Of the fuel for power generation using the gas or gas and oil as fuel for a gas turbine. It shows the method and the production method of the generated TO fuel in which the ratio to the distillate is ⁇ S ratio of 30-55% to 70-45%.
  • the invention relating to the partial pyrolysis of heavy oil of the present invention further shows the following.
  • a heavy oil is subjected to a thermal cracking treatment to separate a distillate and a residue, and the distillate is used as a fuel for a gas bottle and a fuel for generating fuel.
  • the method the heavy oil is subjected to thermal treatment to separate it into a distillate and a distillate.
  • the distillate is used as gas fuel for pin and ⁇ 9 ⁇ for boiler fuel.
  • the method and heavy oil are A heavy oil, B heavy oil, C heavy oil, normal pressure residue oil, JE residue oil, shale oil, Orinoco ultra heavy oil, orimarjyon, asmaljon, bitumen or a mixture of these ⁇ !
  • the cracking is carried out by the cracking method, visbreaking method, delayed caulking method, fluid caulking method, flexi caulking method, contact caulking method or lily force method. It is carried out by adding j-element, di-oxygen or a mixture of these, and the ratio of the distillate to ⁇ is 20 to 60% of the calorific value to 80 to 40% of the fuel produced! It shows the method.
  • a mixture of stone and heavy oil is subjected to calcining gasification treatment to separate a distillate and a residue, and the distillate is used as a fuel for a gas turbine.
  • part ⁇ M burning gasification processing is performed by mixing stone / heavy oil ⁇ / Fuel method, partial combustion gasification, hydrogen, hydrocarbon, diacid! ⁇ ffl fuel!
  • Departure is 20-40% vs 80-40% of 3 ⁇ 4ffl fuel! It shows the method.
  • the present invention shows a power generation device in which a separator for separating at least a gas component (V) and an oil component (0) from a distillate (D) is provided.
  • the present invention shows the above-described power generation device provided with a separation device for separating an oil component (0) into a refined fraction (C) and a residue (R ′).
  • the present invention has the following advantages.
  • Gas turbine fuels and boiler fuels that meet all requirements by partially treating coal, heavy oil, etc. and their mixtures as raw materials for boiler fuels, and generating electricity, especially exhaust gas reburning With a fuel ratio suitable for According to the present invention, power generation is performed at a thigh rate of about 45 to 47%, compared to a thermal efficiency of about 38 to 40% when power is generated from a boiler using the boiler ⁇ *.
  • This power factor has the same efficiency as heavy oil ⁇ * gas electricity and ⁇ * compared to gasification, the equipment costs for the fuel cracking process and the fuel gas purification HD1 process etc. It is inexpensive, does not corrode even when gas pins are used, is extremely advantageous in that it has abundant raw materials, low cost, economy, use of existing facilities, and thermal efficiency.
  • FIG. 1 is a process flow diagram of the present invention.
  • FIG. 2 is a process flow diagram when the distillate is separated into a gas component and a liquid component in the present invention.
  • FIG. 3 is a process flow chart in the case of further distilling an oil component in the present invention.
  • Fig. 4 is a process flow diagram showing the generation method using fuel for one-bottle gas and boiler-only fuel.
  • Fig. 5 is a process flow diagram showing a boiler exclusive use and a power generation method using a combination of gas turbine fuel and boiler fuel obtained by partially processing the boiler exclusive use.
  • FIG. 6 is a process flow diagram showing a method of generating fuel by combining a fuel for a gas bin and a boiler fuel, and a gas turbine fuel and a boiler fuel obtained by partially processing a boiler fuel. .
  • FIG. 7 is a process flow chart in the case of separating a distillate into a gas component and a liquid component in FIG.
  • FIG. 8 is a process flow diagram in the case of further distilling the oil component in FIG.
  • the fuel for gas turbine (G *) is a fuel that can be used for a gas bottle, and is a flammable gas or a flammable light liquid (having a normal pressure boiling point of 500 ° C (about 900 ° C).
  • the following liquids specifically, methane, ethane, ethylene, propane, propene, butanes, butenes, hexanes, heptanes, methanol, ethanol, propanol, butanol, dimethyl ether , Getyl ether, LNG, LPG, naphtha, gasoline, kerosene, light oil, cracking of heavy oil with a normal boiling point of less than 500 ° C, natural gas, ⁇ 1 ⁇ methane, landfill gas, blast furnace gas, COX Furnace gas, gas, hydrogen and various blunts containing Z or mono-oxygen [IJ raw gas and stone] are gasified gas such as heavy oil, coal carbonization gas, coal-based gasified gas, and partial combustion of coal Gas, heavy oil Heat component ⁇ M oil or gas, heavy oil Oxidized oil or gas, heavy oil pyrolysis oil Or gas, ultra-heavy oil oxidatively decomposed oil or gas, fermentation gas, and mixtures thereof.
  • gasified gas such as heavy
  • Examples of the various blunt by-product gases containing hydrogen and Z or monooxygen include hydrogen obtained by oxidizing hydrocarbon or chemical plant such as a mixed gas of hydrogen and oxygen. From gas.
  • the boiler exclusive fuel refers to a fuel that cannot be used for a gas turbine but can be used for a boiler, and refers to a combustible solid or a combustible heavy liquid.
  • Coal, charcoal, coke ⁇ heavy oil (heavy fuel oil A, heavy fuel oil B, heavy fuel oil C) ⁇ residue oil (normal pressure residue oil, reduced pressure residue oil), pitch, pitumen, petroleum coke, carbon, tar sand, tar sand Sand oil, oil shale, shell oil obtained from oil shell, orinoco tar, orimarjyon, an aqueous suspension of orinoco tar, asphalt, asphalton, an aqueous suspension of asphalt, coal-oil-oil mixture ⁇ / ( C OM), coal-water mixture! (CWM), coal-methanol slurry, wood, grass, fats, oil-derived slag, and other natural-derived masses, waste plastics, combustible waste, and mixtures thereof.
  • the boiler dedicated fuel (F ') to be supplied to the B ⁇ ⁇ boiler without being partially treated and the partially treated boiler dedicated combustion fuel (F) may be the same or different.
  • heavy oil can be ⁇ ffled to the Sffl boiler partial charge and coal can be ⁇ ffled to the boiler exclusive supply to the boiler.
  • use boiler-only fuel that can be partially processed, and boiler-only fuel supplied directly to the boiler is difficult or partially economical to boiler-only fuel: ⁇ It is possible to ⁇ ffl the fuel that becomes IJ .
  • boiler and waste heat recovery boiler are used.Boiler simply refers to a boiler of a boiler / steam turbine system that burns boiler fuel, and a waste heat recovery boiler refers to a waste heat recovery boiler. That.
  • Examples of the coal used as the boiler fuel (F) or (F ') in the present invention include lignite, black lignite, bituminous coal, high-bituminous coal, turquoise, semi- ⁇ , ⁇ , and the like. Preferably, it has a volatile content of 20% by weight or more and 60% or less, and more preferably has a volatile content of 30% by weight or more, and is used in a gas bottle and a boiler. Volatile matter or distillate consisting of volatile matter and pyrolysis products corresponding to the ratio It should be able to generate a distillate that has a volatile content of more than 35 Sfi% and that matches the calorific ratio of ffiffl in a gas turbine combined with exhaust gas reburning and a boiler. It is a fi® charcoal that can be made.
  • Heavy oil used as a boiler specialty in the present invention includes crude oil, conventional heavy oil, ultra heavy oil, and bitumen (sand oil).
  • Crude oil contains distillate and heavy components.
  • Crude oil can be partially separated or partially decomposed and converted into gas one-bottle fuel. Powerful. Crude oil can be either low-sulfur crude oil or yellow crude oil, and it is not necessary to adjust the salt content to a low concentration of 0.5 ppm before partial treatment, There is no limit on sulfur content.
  • Heavy oils of (1) include (1) heavy oil, B heavy oil, C heavy oil, atmospheric residual oil, ⁇ (2) residual oil, shale oil, and other heavy oil power.
  • Ultra-heavy oils are those having a specific gravity of 1.0 or more (60/60 ° F) and a viscosity of less than 100 000 c ⁇ (below the oil layer).
  • the bitumen has a specific gravity of at least 1.0 (60Z60 ° F) and a viscosity of at least 100,000 c ⁇ (below the oil layer), and includes Athabass bitumen, cold lake bitumen, etc. Can be
  • the partial treatment for the boiler special charge refers to a partial treatment, a partial treatment, or a mixed treatment thereof.
  • Partial separation treatment means heating, observation, Separation of ⁇ distillate from boiler fired fuel by separation means such as tobbing, flashing, distillation, extraction, and decantation.
  • Partial cracking is a process in which boiler fuel is chemically converted into distillate from boiler fired fuel by thermal decomposition, dry distillation, combustion gasification, water gasification, hydrogenation, liquefaction, microwave irradiation, etc. And can be ⁇ . Therefore, the partial cracking process involves the subsequent separation of the distillate and the residue, and if, the operation of further separating gas or oil from the distillate, or further separating light oil from the oil. Separation operation is involved.
  • the distillate (D) is a boiler-only fuel or a partially boiler-only fuel obtained from a boiler material by a partial separation, a process, or a partial decomposition process followed by a separation process. Is a substance separated in gaseous form and z or liquid i * form. Therefore, distillates include those that are unitized and condensed and liquefied, and those that are generated and separated in a liquid state.
  • the distillate In the case of heavy oil partial treatment, the distillate has a boiling point at atmospheric pressure of 50%.
  • (R) refers to the remaining fuel after the above distillate is separated from the boiler-only fuel or the partially cracked boiler-only fuel.
  • the tobbing used in the present invention will be described by taking crude oil as an example.
  • the stripping gas is converted into an inert gas such as steam, nitrogen, carbon dioxide, or a methane-containing gas, which is converted into crude oil. It is a method of distilling the volatiles by blowing o
  • the distillation used in the present invention will be described with reference to crude oil as an example.
  • Examples of the method include a method of separating a purified fraction by distillation, and a distillation method of adding a azeotropic agent or adding an extractant to separate a specific ⁇ ⁇ .
  • the oily biomass is crushed if necessary, an extractant is added to separate the extract and the extraction residue, and the extractant is separated from the extract or
  • the extract can be used as it is for gas turbine fuel, and the fibrous portion, etc., as the extraction residue, can be used as boiler fuel.
  • the power used to separate the crude oil heated at a high temperature and a high pressure into a low-pressure vessel and separated into a distillate and a distillate can be used.
  • the decantation used in the present invention is, for example, a method of heating oil shale and decanting only oil having reduced viscosity by decanting, taking oil shale as an example.
  • These partial fractions can be used to separate the distillate and the residue following the partial decomposition and to obtain the purified fraction from the distillate.
  • the pyrolysis treatment used in the present invention will be described by taking heavy oil as an example.A method capable of separating heavy oil, which is a raw material, into at least a distillate containing gas which can be used for gas turbine fuel and a boiler fuel. It is.
  • the thermal decomposition method used in the present invention may be simple thermal decomposition, thermal decomposition while blowing gas or hydrogen, or catalytic thermal decomposition under a catalyst: j3 ⁇ 4. May be used.
  • Examples of the heat dissipating method include a cracking method for obtaining a distillate, a visbreaking method for mainly reducing the viscosity of 3 ⁇ 4 ⁇ , and a caulking method for obtaining a distillate and a coke.
  • the properties of the residue obtained vary depending on the type of heavy oil and coking method used as the raw material.
  • delayed coking can provide an asphalt-like coke, full-docking method, flexo-king method, and so on.
  • contact coking method a carbohydrate coke is obtained.
  • the thermal cracking of heavy oil using the visbreaking method is performed using a mild thermal cracking force that does not generate coke, and is designed to reduce iS occupancy and lower the pour point. it can.
  • heavy oil is decomposed by heating or, if i3 ⁇ 4, is passed through a single tank, then separated into a distillate and a residue. Distillate may be quenched to stop decomposition and separated.
  • Heavy oil is subjected to thermal decomposition using the full coking method (flexible caulking method) .
  • full coking method flexible caulking method
  • heavy oil is supplied to the reactor and decomposed on the heated coke in the reactor. It is separated into the share and ⁇ (cox).
  • the residue (coke) adhering to the heated coke is sent to one heater chamber, where it is heated in the heater chamber by coke and gas returning from the gasifier.
  • the " ⁇ " of the (coke) adhering to the heated coke sent to the heater chamber is sent to the gasifier, gasified by ⁇ and steam, and returned to the heater chamber. Part of the coke in the heater chamber is extracted as coke, and the rest is recycled to the reactor.
  • the ⁇ "(coke) adhering to the heating coke is sent to the burner room, supplied with ⁇ , heated, and then recycled to the reactor. Part of the coke in the room is extracted as coke, and the rest is recycled to the reactor.
  • the heavy oil When heavy oil is subjected to heat separation using the delayed coking method, the heavy oil is heated and supplied to the bottom of the distillation column to be separated into distillate (oil vapor) and (high-boiling liquid).
  • the residue is supplied to the heating furnace, where the heavy oil is heated for a short time in the heating furnace, and then sent to the coke drum, where it is further separated from the distillate in the coke drum. It becomes coke in ⁇ .
  • the distillate is supplied to the distillation column and separated into heavy oil and distillate (oil vapor) and (high-boiling liquid).
  • the gas and coke yields are higher than those of the fluid caulking method and the flexicoking method.
  • the heavy oil When heavy oil is subjected to heat separation using the lily force method, the heavy oil is preheated, supplied to the bottom of the distillation column, and separated into a distillate and a residue (high boiling point liquid). (High boiling point liquid) is In addition, it is heated and decomposed slightly to feed the reaction. 3 ⁇ 4 ⁇ is supplied with fumes from the bottom to further thermally decompose the lightly decomposed residue, as well as promote mixing and distillation of distillate. After a predetermined time, the reaction is cooled to stop the reaction.
  • Distillates are gas, oil and condensed water. If necessary, the gas content may be L, excluding sulfuration of sulfur and the like. Oils may be separated by rectification, and high-boiling oils may be mixed with the raw material heavy oil and circulated through the system. After the stoppage, the liquid pitch is extracted from the system as petroleum pitch.
  • polyolefins such as polyethylene and polypropylene are added to oil such as light oil at 330 to 350 ° C. By heating for 20 to 120 minutes, it dissolves while reducing the molecular weight, and in polystyrene, it is mainly decomposed and dissolved by heating at 250 ° C for 10 to 60 minutes.
  • the decomposed solution of plastic waste »obtained in this way is separated into distillate and 3 ⁇ 4 ⁇ by distillation, and the distillate is turned into gas turbine fuel, and 3 ⁇ 4 ⁇ is turned into boiler fuel ⁇ ffl can do.
  • cracking catalysts can be used, and the conditions for heat-separation of heavy oil depend on the type of heavy oil used as the raw material, the type of target product, their acquisition ratio, Depends on the processing method.
  • the processing temperature of heavy oil is 350 to 130, depending on the severity as described above.
  • C and the pressure is from normal pressure to 100 atm. Therefore, the distillate can be obtained by applying a pressure of about 10 to a normal pressure.
  • the reaction time is less than 10 hours.
  • hydrogen, silicon dioxide, silicon dioxide, carbon dioxide, carbon dioxide, oil components, alcohol, etc. may be added to the raw material.
  • These methods include the batch method, the semi-batch method such as the lily force method, and the visbreaking method. It is possible by any operation method of such a continuous method.
  • coal is reduced to a reduced state, preferably steamed by cutting off the coal, and the distillate is cooled by water cooling or the like, and the non-reacted gas component, the condensed liquid ⁇ , and the decane This is an operation that chemically separates the liquid component and the solid that are separated by the station.
  • the carbonization method may be a method using letnolet or a method using a so-called coke oven.
  • Coal is supplied as normal-sized block or powder in consideration of the supply to the carbonization unit and emission of coal.
  • the heating of the coal for carbonization may simply be performed by heating the furnace for carbonization from the outside, preferably from 400 to 1300 obtained by burning a predetermined fuel, for example.
  • the added gas of C is fed and heated, and the volatile components are distilled off along with the added gas.
  • heating ' ⁇ is 800.
  • low-temperature carbonization below C and a high-temperature carbonization that is usually performed at around 1000 ° C. above.
  • low-temperature carbonization is preferably performed by both methods.
  • Low-temperature carbonization yields a large amount of oil and fuel
  • high-temperature carbonization yields a large amount of coke oven gas and coke slag used for blast furnaces and fish.
  • the carbonization performed in the present invention may be only a pyrolysis carbon process at 500 ° C. or less and may not include a sintering process.
  • the residue can be obtained as powder, or softened and melted to form a lump, which can be used depending on the type of boiler.
  • carbonization refers to a combination of the above-mentioned low-temperature carbonization, high-temperature carbonization, and pyrolysis coal.
  • the heating time in the dry distillation may be about 1 minute or more, which is the conventional retention time, or about 1 minute or less at a high temperature of 100 ° C such as rapid pyrolysis. Good, but preferably, the conventional carbonization method in which the residence time is long and the operation is low.
  • the gas composition depends on the type of coal and the type of sulfur.
  • the gas content is indicated by volume% below: 50% hydrogen, 30% methane, 8% oxygen , Ethylene, benzene, and other hydrocarbons with a 3% equivalent power, such as water, nitrogen, diacids, nitrogen monoxide, hydrocyanic acid, pyridine, hydrogen sulfide, Contains sulfur, carbon sulfide, tar, etc.
  • Generation amount of the gas component by dry distillation is 1 0 0 ⁇ 2 0 O Nm 3 / ⁇ coal in ⁇ by low-temperature carbonization or pyrolysis carbonization, the high-temperature carbonization ⁇ 3 0 0 ⁇ 4 0 O Nm 3 a Z t coal, calorific value of these gases, the gases by low-temperature carbonization or pyrolysis carbonization 4 7 0 0 ⁇ 5 4 0 0 3 ⁇ 4 : Ji an al ZNm 3, 6 2 0 0 a gas by high temperature carbonization ⁇ 800k kca ⁇ ⁇ 3
  • Oil is mainly gas oil, tar and alcohol in dry distillation.
  • the oil component may be further purified and separated by distillation or the like and subjected to ⁇ ffl.
  • the residue is pitch, and the pitch is enriched with inorganic substances such as vanadium, so that more preferable gas turbine fuel can be obtained by distillation and purification. This residue can be mixed into the boiler fuel.
  • the amount of alcohol generated is 50 to 150 liters Zt coal.
  • Light oil and tar are generated from 90 to 180 liter Zt coal by low-temperature carbonization or pyrolysis carbonization, and 40 to 80 liter Zt ash by high-temperature carbonization.
  • coal is 10 to: L0000. Heating for CZ seconds ⁇ 0.1 ⁇ ; L Heating for 0 seconds, rapid partial pyrolysis of coal, and distillate with volatile components, char and coke as main ⁇ ⁇
  • the present invention discloses a method for producing a generated TO fuel in which the distillate is used as gas turbine fuel and the distillate is used as steam turbine boiler fuel.
  • the present invention relates to a method for performing a compa- nator 'Indian' cycle power generation by using a gas turbine fuel obtained from a distillate obtained by partial pyrolysis as a gas turbine and using as a boiler fuel. Is disclosed.
  • the partial gasification treatment used in the present invention will be described using coal as an example.
  • Partial combustion gas treatment includes, for example, solid furnace,-»bed furnace, gas bed furnace, molten bed furnace, moving bed furnace, fixed bed-flow bed combined furnace, fluidized bed-flow bed combined furnace, gas-dissolved furnace, Examples thereof include a method using a combination furnace.
  • the conditions under which the coal is partially burned and gas-treated differ depending on the following: ⁇ ; the force that exerts ⁇ for the oxidation, and the change in the proportion of the fuel in the gas obtained depending on whether or not ffl is applied. I do.
  • Departure M To obtain high fuel, »is preferred. For fuels with higher emissions, carbon dioxide and other substances are separated and removed from the gas obtained by partial combustion gas treatment, or conversion reforming is performed to increase the amount of hydrogen and methane by 1%. It can be obtained by:
  • the weight ratio of water in the coal to be added to the coal is as follows. And preferably 0.1 to 1.2 water, 0.1 to 2.0 water, and the treatment temperature is about 600 to 160 ° C. at the furnace temperature.
  • the pressure is from normal pressure to 100 bottles, so that the distillate can be obtained by pressurizing with normal pressure to 100 pressure keys. As the shift from water to hydrogen progresses, the ratio of hydrogen in the distillate is low, and the less oxygen and water, the closer to dry distillation, the lower the gas component power and the higher the ⁇ .
  • Oil is naphtha, tar, etc. in partial combustion gas treatment, and is produced by partial combustion gas treatment and volatile matter of coal is distilled off as it is.
  • the partial water gasification treatment used in the present invention will be described using coal as an example.
  • Examples of the partial water gasification treatment include solid-bed furnaces, solid-bed furnaces, ⁇ -bed furnaces, gas furnaces, molten-bed furnaces, moving-bed furnaces, fixed-bed / single-bed combined furnaces, fluidized beds—combined-bed and fixed-bed furnaces, For example, a method using a combination furnace for molten layers may be used.
  • Conditions for partial coal gasification of coal differ depending on these conditions; however, the weight ratio of steam added to coal is 3 or less with respect to coal 1 and preferably 0.1 to 2.
  • the processing temperature is 300 to 160 ° C. in the furnace temperature, and the pressure is normal pressure to 1 ° C.
  • the heating of the coal for partial water gas treatment may be performed by simply heating the furnace for partial water gas fb ⁇ treatment from the outside while adding steam to the coal.
  • steam for example, 400-1800 obtained by burning fuel.
  • Examples of the air source include different types of power, water, drain water, observation steam, high-pressure steam, etc., depending on the type of the partial water gas.
  • heating gas in addition to water vapor, hydrogen, oxygen, iodide, hydrocarbon, generated water gas “ ⁇ ”, oil, alcohol, etc. may be added.
  • the gas component depends on the type of coal, the degree of partial water gas treatment, the processing conditions, and the type of coal, but when steam is injected into the coal, the resulting gas is nitrogen and nitrogen.
  • Oxygen, carbon monoxide, methane, and hydrogen are in minutes, and ifi is 10
  • Oil is mainly naphtha and tar in partial water gasification, and is the product of partial water gas treatment and the volatile components of coal distilled off.
  • the partial hydrogen treatment used in the present invention is described by taking a solid boiler fired fuel such as coal as an example, the partial hydrogen treatment can be carried out in a catalyst or in the presence of a metal catalyst.
  • the resulting oil is exposed to a circulating solvent, and the processing and pressure are the same as those for dry distillation without pyrolysis.
  • the required heat supply is because hydrogenation is reactive. A small amount is required.
  • the obtained oil is used as a circulating solvent at 400 to 500 ° C and 20 to 500 ° C. It can perform partial hydrogen processing at 200 atm.
  • the distillate obtained is rich in carbon gas such as methane and is slightly expensive.
  • the partial liquid treatment used in the present invention is exemplified by a solid boiler fired fuel such as coal.
  • a solid boiler fired fuel such as coal.
  • the obtained oil is used as a circulating solvent, and the solid boiler material is dispersed as it is or in the form of a fine powder.
  • IG method EDS method, Dow method, salt b-lead catalyst method, Berg gbau—Four schung method, Saa rb e rgwe rke Method, SRC method, SRC-II method, Mitsui-SRC method, C-SRC method, H-Coa 1 method, solvent extraction method, supercritical gas extraction method, STC method, solvolysis method, CSZR method, IGT-SRT method Liquefaction is performed by the NED 0 L method or the like. Partial liquid processing conditions can be performed at 300 to 500 ° C and 20 to 20.
  • the amount of tea and heavy oil is large, but in the present invention, these can be made into a boiler, so that it is not necessary to perform complete liquid shading.
  • the microphone mouthwash treatment used in the present invention is preferably performed by partially decomposing the distillate in the presence of a hydrocarbon and cooling the distillate by water cooling or the like, taking a boiler specialty such as coal as an example. This is the operation of separating the gas, the liquid, the liquid, and the liquid and solid separated by decantation.
  • the microphone mouth wave irradiation method may be a method of irradiating the microphone mouth wave from outside of ⁇ : or a method of irradiating inside the reactor.
  • the processing method can be any of the batch method, semi-batch method, and 1 ⁇ method.
  • Microphone mouth irradiating is preferably performed in the presence of charcoal.
  • Charcoal is a saturated alicyclic, unsaturated alicyclic, saturated alicyclic, unsaturated alicyclic, aromatic aromatic compound having 1 to 20 carbon atoms.
  • hydrocarbon gases such as methane, ethane, ethylene, acetylene, propane, propylene, methylacetylene, butane, butene, butadiene, pentane, hexane, heptane, benzene, toluene, xylene, and cyclohexane.
  • the charcoal kTK element gas may be generated by heating liquid charcoal bzK element, or may be generated by entraining with an unreacted gas.
  • Micro- ⁇ treatment can be performed at room temperature or under heating.
  • the reaction may be simply heated from outside, but preferably, the charcoal b7_K
  • the raw gas is supplied and heated, and the volatile components are distilled off along with the heating.
  • the heating temperature is 50 ° C3 ⁇ 4 ⁇ , preferably 100 ° C: L0000 ° C, and more preferably 600 ° C or less.
  • oil is mainly gas oil, tanole and alcohol, and if decomposed under carbon dioxide b7 such as hydrogen / methane, carbon dioxide gas and gas oil will increase.
  • the partial combustion gasification treatment used in the present invention will be described by taking as an example the partial combustion gas treatment of a mixture of heavy oil and coal as the boiler fired fuel.
  • the reaction may be carried out in the presence of a catalyst such as a catalyst of a catalyst, a catalyst of Ni, a catalyst of Ni-dolomite, and a catalyst of Ni-magnesia.
  • the ratio of coal is large, for example, fixed bed furnace, fluidized bed furnace, gas bed furnace, molten bed furnace, moving bed furnace, fixed bed-flow bed furnace, Methods using a fluidized bed-gas combination furnace and a combination gas-destruction-melting furnace are listed.
  • the ratio of heavy oil is high, such as the ERE flexible caulking method and Ube heavy oil gasification.
  • a mixture of coal and heavy oil (hereinafter referred to as “raw material”) is supplied to the reactor, and the heavy oil is thermally decomposed on the carburized coal or coke in the reactor. And distillate and residue (coal or coke).
  • the coal adhering to the coal or coke is sent to the heater chamber, where it is heated to 600-650 ° C in the heater chamber by the coke and gas returned from the gasifier, and then recycled to the reactor.
  • You. A part of the water sent to the heater room is sent to a gasifier, and gasified at 925 to 975 ° C with steam and returned to the heat chamber.
  • ⁇ P in the heater room is extracted as boiler fuel, and the rest is recycled to the reactor.
  • the residue adhering to the heated coke is sent to the burner chamber, where it is heated by supplying ⁇ . After that, it is recycled to the reactor. Part of the burner room is extracted as boiler fuel, and the rest is recycled to the reactor. Especially for heavy oils with high viscosity, it is possible to reverse the cracking furnace of the Corambo Flexico ker type.
  • a feed is supplied to a fluidized bed cracking furnace and cracked by oxygen at 500 to 900 ° C.
  • Steam may be supplied with the »to lower the partial pressure of heavy oil, to crack and ⁇ to the i3 ⁇ 4t in the furnace. If decomposed at 500 to 600 ° C, the oil content increases, and if decomposed at 800 to 900 ° C, the gas content becomes ⁇ # 3 ⁇ 4.
  • coal added as a raw material may be used, or a spherical refractory or the like may coexist.
  • the raw material is preheated, it is supplied to a gas boil and blown with 3 ⁇ 4 ⁇ or oxygen. Is oxidized at 20 ME or less and 3 or more when is used, and is partially gasified.
  • the gas discharged from the gas turbine is washed with heavy oil as a raw material to remove carbon and ash fine particles, and then converted into gas turbine fuel.
  • a heavy oil suspension containing fine particles of carbon and ash is separated into water and then added to finely divided coal to become a raw material for gasification furnaces.
  • the gas discharged from the gas ih ⁇ is washed by washing the naphtha separated from the distillate by distillation or the like to facilitate separation from water.
  • the Sani ⁇ , 6 0% of nitrogen force or forces 2 Omif, since the resulting l OOO kca 1 / m 3 of about gas force, a force can Texaco partial oxidation process may be used in this state the gas turbine, the raw material Is about 380 when mixed with steam. C was preheated, and the empty MX was supplied to the furnace together with oxygen. The gas discharged from the 3 ⁇ 4 ⁇ furnace is quenched by water, and at the same time, a shift reaction to hydrogen and dioxidation occurs, and the resulting gas is sent to a gas turbine. The carbon suspended in water is extracted by oil or heavy oil and mixed with the raw material.
  • raw materials are supplied to 3 ⁇ 4 ⁇ , steam is supplied from the bottom, and undecomposed products (hereinafter simply referred to as coal or coke) heated in a reheating tower It is recycled to waste and mainly decomposes raw materials.
  • the distillate generated by the thermal decomposition is discharged from the top of the reaction and returned to the gas turbine fuel.
  • Part of the undecomposed material is supplied from the upper part of the reaction to the lower part of the reheating tower, and the remainder is used as boiler fuel.
  • the steam MX is supplied from the bottom at the bottom, and oxygen is blown into the empty MX from the middle to burn the digest and heat it. From the upper part of the reheating tower, the heated debris is recycled to the lower part.
  • Combustion gas power is discharged from the top of the reheating tower.
  • gasification by the aqueous gas b3 ⁇ 4t is also caused by the injection of steam.
  • the addition of water to the mixture of heavy and heavy oil ⁇ depends on the partial combustion gas h ⁇ s ⁇ method, but is about 1.0 or less and water 3 or less with respect to the mixture of stone and heavy oil ⁇ / 1, preferably oxygen 0 1 ⁇ 0.5, water 0.5 ⁇ 2.0, treatment is about 300 ⁇ 160 ° C at furnace temperature, pressure is normal pressure ⁇ 100 EE. Therefore, a distillate can be obtained at a pressure of 100 ° from normal pressure.
  • Water can be mixed with coal and sent to the partial combustion gas as a coal water fluid, or similarly, as a heavy oil Z water fluid or as a mixture of coal and heavy oil Z water fluid. Send to ⁇ "Tomosa ⁇ ⁇ 0
  • Hydrogen, silicon oxide, silicon dioxide, hydrocarbons, generated gas, oil, alcohol, etc. may be added to water or oxygen and water vapor.
  • Gassy! ⁇ Rationale is preferably 100. C or lower, more preferably 600 ° C. or lower.
  • the distillate has a small amount of solids in order to become a gas or a mixture of a gas and a liquid once, but can be removed by a cyclone, a filter, a strainer, or the like as necessary.
  • the partial processing ⁇ i3 ⁇ 4 is preferably 100 °. c or lower, more preferably 600 ° C. or lower, particularly preferably 500 ° C. or lower.
  • the temperature is set to 500 ° C or lower, the ⁇ of Na, K salt, and V ⁇ is reduced, and the fuel of favorable quality as a gas turbine fuel can be used as it is or by simple separation such as distillation.
  • the distillate (D) can be directly used as gas turbine fuel ( ⁇ ) as i ⁇ ffl, but the distillate is cooled and separated into non-condensable gas (V) and » Can be converted as turbine fuel (A).
  • the distillate (D) contains, in addition to the above-mentioned gaseous content (V), nitrogen such as ammonia ⁇ !, sulfur sulfide such as elementary sulfide, and carbon dioxide with high molecular weight such as elementary and tar. There is ⁇ .
  • the gas component (V) may be purified by washing it with oil or other cleaning oil, or the sulfuric acid may be removed by a desulfurization device. If the cyclone and the filter are subjected to the fl1 ⁇ 2JS method, the distillate or gas can be supplied to the gas turbine in a high temperature and high pressure state.
  • is water and oil (0), and can separate water and use only oil (0) as gas turbine fuel. It is preferable to use only the oil (0) for the gas turpentine because the water condenses inorganic substances such as salts. Since the separated water contains alcohol, carboxylic acid, tar acid, etc., it can be recycled to the boiler fuel (B). In addition, the liquid, water or oil can be removed from the shelf by using a strainer, filter, etc. to remove the solid content.
  • the oil component (0) is mainly naphtha, kerosene, gas oil, tar, etc., which is produced by partial separation from the boiler fuel (F) and the volatile matter in Z or boiler fuel (F) as it is. Distilled items.
  • the oil (0) may be further purified and separated by distillation or the like and then inverted.
  • Distillation residues include salts such as sodium, potassium, and calcium, and inorganic substances such as salt and vanadium. Therefore, a more favorable gas (G) power for a gas bin can be obtained by distillation and purification.
  • This ⁇ , residue (R ') can be used for boiler fuel (B)
  • the gas turbine may be mixed and burned with a gas component, or may be separately provided with the gas turbine and the gas turbine.
  • the pressure of the exhaust gas at the gas turbine outlet may be atmospheric pressure or pressurized.
  • the pressure of the exhaust gas at the gas turbine outlet may be atmospheric pressure or pressurized.
  • the impurities in the gas turbine fuel (G) are, for example, sodium and potassium ⁇ 0.5 wtppm or less and vanadium: 0.5 wtppm or less. It is preferably 0.5 ppm by weight or less, and is preferably 0.5 ppm by weight or less in order to cause corrosion and further reduce the effect of the magnesium additive for corrosion prevention.
  • the mixture of stone and oil is partially burned, it depends on the type of stone and heavy oil, the mixing ratio, the degree of partial combustion gas treatment, and the processing conditions. It can be obtained in a form in which the residue is dispersed in the form of dust or coke, or the whole can be obtained in the form of coke. These can be used properly depending on the type of boiler.
  • coal type is large, but the low temperature carbonization ⁇ S More than the coke S, and in the case of pyrolysis carbonization, the fuel ft can reach as much as 8 OOkgZt coal H3 ⁇ 4.
  • the residue is cracked charcoal ( ⁇ or char), and the amount of generated is large, 5000 to 6500 kcal, kg.
  • the partial water gas itMSX is based on the partially fired gas treatment, it is obtained by using the coal type, the partial water gas treatment ⁇ 3 ⁇ 4, and depending on the treatment, it can be obtained as powder, or softened and melted into a lump, Obtained in one box or one.
  • the ash content is concentrated in ⁇ , and the tarpin blade corrosion components such as various salts and vanadium are ⁇ .
  • 3 ⁇ 4 ⁇ is high viscosity oil, dried matter, coke, etc.
  • the mixture of heavy oil and coal is the mixture of coal and heavy oil.
  • Residues of plastic waste are solids remaining after decomposition, high viscosity, oil and the like.
  • the boiler for burning can burn ⁇ in large quantities or can burn it under pressure. Therefore, the present invention can be carried out easily and economically without using a large-scale modification of the equipment by using SI equipment using a boiler having a radiant heat transfer surface and a convection heat transfer surface.
  • the surface of the boiler tube is 600. Since the temperature is as low as about C, it is possible even if there is salt or V of the above-mentioned Al metal and Al earth metal, and it is possible to burn the residue with these impurities ⁇ S It is also a feature of the body invention.
  • the ratio of ⁇ * in the M3 ⁇ 4 steam turbine used in gas turbines is 20-60% to 80-40% at full operation, preferably 30-55% to 70-45%, more preferably 35-50% vs 65-50%.
  • the calorific ratio of gas turbine fuel (A) to boiler fuel (B) is required to match the above calorific value ratio.
  • the above-mentioned ratio of gas turbine fuel to boiler fuel allows the combustion exhaust gas from the gas turbine to be supplied to the boiler to combust the gas. Because it can be used, the comfort factor can be improved by performing exhaust re-burning combined cycle power generation.
  • gas mixed with gas turbine fuel (G) or gas-to-bin fuel (G ') obtained from distillate A gas turbine that can reduce the sum of Na and K in turbine fuel (A) to 0.5 ppm or less and the V content to 0.5 ppm or less, resulting in less corrosion of turbine blades and the like over a long period of time. Fuel can be easily obtained.
  • the ratio of fuel for gas turbines to boiler specialty should be in line with the above-mentioned ratio of use, but with low impact on the environment, low-cost fuel or surplus fuel.
  • Various fuels can be ⁇ ffl according to the situation.
  • a boiler dedicated to 100 M ca 1 is partially processed to separate 45 M ca 1 distillate and 55 M ca 1 3 ⁇ 4 ⁇ .
  • the distillate of 45 M ca 1 is converted into fiber by the 1 no 3 (15 M ca 1) power, and the remaining 3 OM ca 1 becomes exhaust gas from the gas bin.
  • the temperature of this fuel gas is 450 to 700 and contains 10 to 15% by volume of ⁇ .
  • This fuel gas (3 OM ca 1)
  • 85Mc a 1 is supplied to the boiler and burned, 90% (76.5M ca 1) of the calorie is difficult to steam, and the remaining 10% (8.5M c a 1) is lost as boiler waste gas.
  • the generated steam (76.5Mc a 1) generates electricity by the steam turbine, which is converted into 35.2Mc a 1 power with a comfort factor of 46%. In other words, 50.2 Mcal of the calorific value of the boiler-fired fuel of 1 OOMCa 1 is converted to electric power.
  • coal has many volatile components such as low-grade lignite, and it is distilled with respect to the total calorific value of coal. It has been found that those having a fraction of 20% or more and 60% or less, preferably 30% or more are most preferably 35 to 50%. Extracting mainly volatile matter as distillate is a simpler method than complete gasification of coal, etc., and since it does not oxidize the raw material, it maintains its original value, and if it is treated at a low temperature, Na, K A dish with less impurities such as V and V can be obtained.
  • the combustion exhaust gas of gas turbines contains 13% by volume of 580 ° C, it is possible to supply the fuel gas from the gas bin to the boiler to burn, and the steam turbine will be able to supply 688 MW. It is possible to generate electricity. In other words, power generation of 100 MW in the same heavy oil for 4481 t days is a power function, and the transmission efficiency can be increased to 47%.
  • a wide range of raw fuels can be used as heavy oil, and extracting what can be easily removed by thermal cracking as distillate is a simpler method than complete gasification of heavy oil.
  • the raw material is not oxidized, the original ⁇ M is maintained, and if the treatment is carried out at a low temperature, fuel power with less impurities such as Na, K and V can be obtained.
  • the above also applies to the mixture of coal and other boiler specialty, the mixture of heavy oil and other boiler specialty, especially the mixture of coal and heavy oil, and different from the normal fuel ratio.
  • the distillate ratio is reduced during the kerosene surplus period to make kerosene an auxiliary fuel for the gas turbine, or conversely, when the ⁇ ratio is reduced, the above-mentioned matter is also applied.
  • the present invention relates to a gas turbine fuel supplied from each plant, which is installed in a facility where a fuel for a gas turbine and a boiler exclusive use are obtained at the same place, such as a petroleum refining brand, an iron making plant, and a chemical plant.
  • a fuel for a gas turbine and a boiler exclusive use are obtained at the same place, such as a petroleum refining brand, an iron making plant, and a chemical plant.
  • Petroleum refining brands accept crude oil or various other raw fuels and use them for gas turbine fuels such as hydrogen, LPG, petrochemical naphtha, aviation gasoline, automotive gasoline, jet fuel, kerosene, diesel light oil, etc. Can be supplied.
  • A, B, C heavy oil, E residual oil, aspanolet, petroleum coex-bitch, etc. can be supplied as boiler specialty fiber.
  • a chemical plant receives at least one or more raw fuels such as LNG, butane, naphtha, heavy oil, coal, etc., and performs synthesis ⁇ etc. in a chemical blunt, and produces hydrogen, i-monoxide, methane , Ethane, ethylene, propane, propylene, stack gas and other flammable gases and / or liquids with a normal boiling point of 500 ° C or less are supplied from the plant as fuel for gas bottles.
  • tar content and defective products discharged from the plant, or heavy oil and coal as raw fuel for chemical plants can be used as boiler-only fuels, so that their ⁇ 3 ⁇ 4 ratio or the above-mentioned calorific value is used.
  • combined cycle power generation preferably exhaust reburn combined cycle power generation, can be performed without providing a partial treatment device.
  • Chemical plants include Naphtha cracking, Olefin Z, a plant for manufacturing aromatic products, various polyolefins, polystyrene, polyvinyl chloride, etc.
  • Other resin manufacturing plants such as oil manufacturing brands, polyester, nylon, polyurethane, polyacrylonitrile, polyvinyl acetate and polyacetate, ammonium, urea, ammonium sulfate, ammonium nitrate, melamine, acrylonitrile, methanol, and formalin , Acetaldehyde, acetic acid, vinyl acetate, pentaerythritol, ethanol, propanol, butanol, octanol, ethylene oxide, propylene oxide, glycerin, phenol, bisphenol, aniline, diphenylmethyl diisocyanate, toluylene diiso Low molecular weight chemicals such as cyanate, acetone, methyl isobutyl ketone, maleic anhydr
  • the present invention is to use coal and ⁇ jg gas in a coal mine in parallel to boiler-specific fuel and gas turbine fuel for ⁇ ffl so that their ⁇ fi ratio and the specified ratio can be used.
  • combined cycle power generation can be performed without providing a partial treatment device, and preferably, combined cycle power generation can be performed.
  • the present invention provides methane and its residue generated by fermentation from sludge, poultry manure, and soybeans produced from about X, and then converts the methane to fuel for gas turbines and boiler-specific fuel to ffl, respectively.
  • Ratio ratio By using the ratio, it is possible to perform combined cycle power generation, preferably without exhaust gas refueling, without providing a partial treatment device.
  • the power is generated at the same location (in the office) as the plant.
  • power generation can be performed efficiently and power can be used as power in addition to the self-consumption power of each plant. it can.
  • coal 1 is preferably dried in advance and supplied to a partial separation means (here, a carbonization unit, particularly a low-temperature carbonization unit ⁇ ) 2 and is generated by burning a separate fuel.
  • a partial separation means here, a carbonization unit, particularly a low-temperature carbonization unit ⁇
  • the heated gas 15 is heated to a predetermined temperature.
  • Distillate 3 is obtained along with the heating gas 15.
  • Four powers are discharged from the bottom of the parting means 2 (here, one).
  • a coal 1 preferably previously dried, is supplied to a partial treatment means (here, a microwave irradiation processing device) 2, and instead of a heating gas 15, a hydrocarbon gas 15 ′ is used.
  • a partial treatment means here, a microwave irradiation processing device 2
  • a hydrocarbon gas 15 ′ is used.
  • i ⁇ a heating gas 15
  • a distillate 3 is obtained.
  • ⁇ ⁇ 4 force is discharged from the bottom of the partial separation means 2.
  • coal 1 is supplied to a partial separation means (here, in particular, a fixed-bed gasification furnace among partial water gas treatment means will be described) 2 and a heating gas Instead of 15, a predetermined amount of steam is added to a heating gas 15 "generated by burning fuel separately, and a partial water gasification treatment is performed at a predetermined pressure, time, and a partial water gasification treatment.
  • a partial separation means here, in particular, a fixed-bed gasification furnace among partial water gas treatment means will be described
  • a heating gas 15 instead of 15
  • a predetermined amount of steam is added to a heating gas 15 "generated by burning fuel separately, and a partial water gasification treatment is performed at a predetermined pressure, time, and a partial water gasification treatment.
  • Three distillates are obtained from the top of means 2 and ⁇ "4 is discharged from the lower part.
  • Partial combustion gas The following points are different from the case of carbonization.
  • coal 1 is supplied to a partial decomposition treatment means (here, a gas furnace is described) 2 and a predetermined amount of air (or, ) 17 and air 18 are added, and the gas is partially fired at a predetermined pressure, time, and time. 4 force ⁇ discharged.
  • a partial decomposition treatment means here, a gas furnace is described
  • Partial combustion gasification of a mixture of coal and heavy oil In FIG. 1, a mixture of stone and heavy oil II (which may be supplied separately) is supplied to a partial combustion gasification treatment means (here, explanation of ⁇ of gas and gas) 2, In place of the heating gas 15, a predetermined amount of air (or wisteria) 17 and gas 18 are added, and the gas is partially burned at a predetermined temperature, pressure, and time, and the top of the partial combustion gas treatment means 2 is added. From the distillate ⁇ 3, and 4 from the bottom
  • a partial cracking boiler charge (heavy oil in this case) 1 is supplied to a heat removal means (here, a visbreaking method will be described) 2 and a predetermined temperature, pressure, 3 ⁇ 4:
  • the distillate 3 is obtained from the top of the pyrolysis treatment means 2 and four powers are discharged from the bottom. It is not always necessary to inject the heating gas 15 in the thermal decomposition of heavy oil.
  • the distillate 3 obtained by the various partial treatments described above is used as a combustion chamber of a gas turbine (consisting of a main body 21 of a gas turbine, a compressor 22 and a combustion chamber 23). Supplied to 23, compressed and mixed with (may be enriched) 25, and combusted to generate high-temperature, high-pressure, combustible combustion gas 27, which is used to drive the gas turbine The gas is then generated by a gas turbine generator 24 attached to the gas turbine shaft.
  • a gas turbine generator 24 attached to the gas turbine shaft.
  • the residue 4 is supplied to the boiler 31 and supplied with air 35 to be burned to generate steam 32.
  • the steam 32 is supplied to the steam turbine 33 and is generated by the steam turbine generator 34 mounted on the shaft of the steam turbine.
  • the steam turbine 33 is provided with a condenser 37 ⁇ power.
  • the steam is generated at the negative pressure of t, the steam turbine exhaust is made to impinge, and the boiler feed water 38 is recycled to the boiler 31 together with the makeup water.
  • the high-temperature gas turbine exhaust gas 28 discharged from the gas turbine can be supplied to the boiler 31 by exhaust gas supply means.
  • gas turbine exhaust gas 28 10 to 15% by volume is left, and by this, 4 is burned in the boiler 31 (that is, exhaust gas is reburned). Is not necessary and the heat of exhaust gas can be used for This is preferable because heat efficiency can be increased and exhaust gas treatment becomes economical.
  • gas turbine exhaust gas 28 can be mixed with $ 35 to burn the residue.
  • the gas turbine exhaust gas 28 may be supplied to another waste heat recovery boiler to recover heat by generating steam, etc., or the waste heat recovery boiler exhaust gas may be supplied to the boiler to remove the residual gas in the exhaust gas.
  • the residue 4 can be re-exhausted by the boiler 31 with heat and the residue of 10 to 15% by volume.
  • the exhaust gas supply means is composed of a pipe (duct) for supplying gas turbine exhaust gas to the boiler, and may be provided with a valve, a meter, a ' ⁇ S meter, a meter, etc., if necessary.
  • the part related to the method for partial separation of boiler fired fuel is similar to each of the separation methods following the partial decomposition treatment, and includes heating, decompression, tobbing, flushing, distillation, extraction, decantation, or a mixture thereof. Processing is used.
  • the distillate 3 is cooled by the heat exchanger 16 and is separated into a gas component and a liquid component, and is washed by the gas cleaning tower 5 to be separated into the gas component 6 and the liquid 7.
  • the cleaning liquid in the gas cleaning tower 5 can be supplied with the liquid 7 and supplied to the top of the gas cleaning tower 5 to be exposed to gas.
  • the gas component 6 is supplied to the fuel 23 by the gas compressor 26.
  • a certain L ⁇ may cool the gas cleaning tower 5 7 and supply it to the top of the gas cleaning tower 5.
  • : 7 may be used as it is as fuel for gas turbine, or water layer 10 may be separated by liquid separating tank 8 and only oil 9 may be used as fuel for gas turbine.
  • the water layer 10 can be added as fuel for the boiler 31.
  • the oil 9 may be further purified by a purification means (for example, distillation).
  • the oil 9 is supplied to the distillation column 11 and separated into a refined fraction 12 and a residue 13.
  • the refined fraction 12 is supplied to the fuel 3 as fuel for the gas turbine, and the residue 13 can be added as fuel for the boiler 31.
  • fuel for gas turbine 101 is installed alongside petroleum refining blunt, steelmaking blunt, I-Danigaku blunt, etc.
  • Compressor 22 and combustion chamber 23) are supplied to fuel 23, mixed with compression 3 ⁇ 4 (or enriched 3 ⁇ 4M may be used) 25, burned, and used to produce high-temperature, high-pressure driving combustion gas 27.
  • the gas turbine is driven by the generated combustion gas 27 and is generated by the gas turbine generator 24 attached to the shaft of the gas turbine.
  • the gas exhaust gas exhaust gas 28 discharged from the gas bin is supplied to the boiler 31 1
  • the boiler exclusive use 102 generated from the blunt etc. is supplied to the boiler 31 and is burned by 5 to generate steam 32.
  • the steam 32 is supplied to the steam turbine 33 and is generated by the steam bin 4 for steam installed on the shaft of the steam turbine.
  • the steam turbine is provided with a steam generator 37, which condenses the steam under the negative pressure of t, makes the steam turbine exhaust i j, and recycles it as boiler feed water 38 with the make-up water to the boiler 31.
  • the high-temperature gas turbine exhaust gas 28 discharged from the gas turbine leaves 10 to 15% by volume of oxygen in the gas turbine exhaust gas 288, which is supplied to the boiler 31 at a high temperature.
  • the method of burning the dedicated fuel 102 in the boiler 31 does not require the introduction of new air 35 (usually atmospheric temperature) and is a high temperature. This is preferable because the efficiency can be increased and exhaust gas treatment becomes economical.
  • ⁇ 35 can be added to the gas turbine exhaust gas 28 to burn the boiler patent 102.
  • the gas turbine exhaust gas 28 may be supplied to another waste heat recovery boiler to recover heat by generating steam, or the waste heat recovery boiler exhaust gas may be supplied to the boiler to reduce the heat in the exhaust gas.
  • the boiler exclusive use 102 can be treated by the boiler 31 with the residual oxygen of 10 to 15% by volume (that is, the exhaust gas reburning method). In this way, power generation can be efficiently performed by using the fuel for gas turbine 101 and the fuel for boiler combustion 102, which are made from blunt, without newly installing equipment for partially processing boiler fuel. I can do it.
  • FIG. 5 is an example of a process using boiler fuel 102 and gas turbine fuel and boiler fuel obtained by partially processing boiler fuel 1.
  • the partially treated TO boiler dedicated fuel 1 power Partial treatment means (this case is described in the case of a gas bed gas furnace for coal) 2 is supplied to a predetermined amount of air (or oxygen) 17 and air 1 Eight powers are added, partial combustion gasification is performed at a predetermined pressure, pressure, and time, a distillate 3 is obtained from the top of the partial combustion gasification treatment means 2 , and four distillates are discharged from the bottom.
  • Distillate 3 is directly supplied to gas turbine fuel 23 as gas turbine fuel, mixed with compression ⁇ 25, and combusted to generate high-temperature, high-pressure protected combustion gas 27,
  • the gas turbine is driven by the combustion gas 27 for power generation, and power is generated by the generator 24 for the gas turbine installed on the shaft of the gas turbine.
  • Gas turbine exhaust gas 28 discharged from the gas turbine is supplied to the boiler 31.
  • the residue 4 is supplied as boiler fuel to the boiler 31 together with the boiler private charge 102, and is supplied with ⁇ S5 to be burned to generate steam 32.
  • the steam 32 is supplied to the steam turbine 33 and is generated by a steam turbine generator 4 attached to the shaft of the steam turbine.
  • the il7j unit 37 power is installed in the steam evening bin, and the steam is generated under negative pressure, the steam turbine exhaust is recovered, and the boiler feed water 38 with make-up water is recycled to the boiler 31. .
  • the high-temperature gas turbine exhaust gas 28 discharged from the gas turbine is supplied to the boiler 31 and can be used for exhaust gas reburning.
  • the exhaust gas reburning method can increase the combined cycle power generation rate and is economical, so the exhaust gas treatment is economical.
  • air 35 can also be added to the gas turbine exhaust gas 28 to burn the boiler specialty material 102 and the residue 4.
  • the gas turbine exhaust gas 28 may be supplied to another waste heat recovery boiler to recover heat by generating steam, or the waste heat recovery boiler exhaust gas may be supplied to a steam boiler. Due to the heat in the exhaust gas and the remaining of 10 to 15% by volume, the boiler exclusive use 102 and the remaining 4 can be re-exhausted by the boiler 31.
  • Figure 6 shows an example of a process that uses a boiler fuel, a gas turbine fuel obtained by partially processing the boiler fuel, and a fuel for a gas turbine in addition to the boiler fuel.
  • Fig. 6 it is supplied to the partial treatment TO boiler 1 power and partial treatment means (here, the case of coal dry distillation) 2 and is added to a predetermined amount of 3 ⁇ 4m (or 17 and 18 powers).
  • the partial combustion gasification treatment is performed at the same pressure and time, and a distillate 3 is obtained from the top of the partial combustion gasification treatment means 2 and four components are discharged from the bottom.
  • Distillate 3 is supplied together with fuel for gas turbine 101 to fuel 13 in the gas bin 13, mixed with compression ⁇ 25, and burned to produce high-temperature, high-pressure combustion gas for exclusive use 2 7 Is generated, and the gas turbine is driven by the combustion combustion gas 27, and the power is generated by the gas turbine generator 24 attached to the shaft of the gas turbine.
  • Gas turbine exhaust gas 28 discharged from the gas turbine is supplied to the boiler 31.
  • gas turbine fuel and boiler fuel are partially processed by inexpensive fuels such as coal, for example, and boiler-only fuel 102, which does not partially process heavy oil that needs to be disposed of, is used as kerosene fuel.
  • seasonally surplus fuel for gas turbines as described above, it becomes possible to combine fuel and fuel, and further increase the capacity of partial processing means to meet the power demand of ⁇ 1 Smaller investments will increase power generation capacity.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a process of ⁇ for further separating the distillate into gas components and components in FIG.
  • the distillate 3 is cooled by the heat exchanger 16 and separated into a gas component and a liquid component, washed by the gas washing tower 5 and separated into a gas component 6 and a liquid 7. Power ⁇ , cut.
  • the washing liquid in the gas washing tower 5 is immersed in the liquid 7, and supplied to the top of the gas washing tower 5 to be in contact therewith.
  • the gas component 6 is supplied to the fuel 23 by the gas compressor 26.
  • cool gas cleaning tower 5 and supply it to the top of gas cleaning tower 5 Is also good.
  • the water layer 10 can be added as fuel for the boiler 31.
  • the oil component 9 may be further purified by a purification means (for example, distillation).
  • the oil 9 is supplied to the distillation column 11 and separated into a refined fraction 12 and a residue 13.
  • the refined fraction 12 is supplied to the fuel 23 as gas turbine fuel, and the residue 13 can be added as fuel to the boiler 31.
  • the basic idea of the present invention includes that a part of the distillate and ⁇ are appropriately used as other external fuels, synthetic raw materials, and the like. Things.
  • the facility according to the present invention is installed in a place where a boiler exclusive fuel or a fuel for a gas turbine can be obtained. It is preferable that, for example, it can be carried out at a coal, oil or natural gas mining site, an oil refinery, an iron mill, a fermentation treatment plant, a waste fuel ML science plant, various chemical blunts, and the like.
  • the above distillate (gas and oil) is supplied to a gas turbine and burned.
  • Gas turbine exhaust gas is about 580 ° C and contains about 14% by volume of oxygen.
  • Gas Evening—Pin exhaust gas can be supplied to the boiler to burn the above (coke). As a result, the power generation efficiency is improved to 45%.
  • Gas ⁇ ⁇ and oil are used as fuel for gas turbine, and coke and separated water layer in distillate are used as boiler fuel.
  • the above gas ⁇ ⁇ ⁇ is supplied to a gas turbine for gas combustion, and the oil is supplied to a gas turbine for oil combustion to generate power.
  • the gas turbine exhaust gas is 580 ° C and contains 13% by volume of ⁇ . Therefore, after generating the above by supplying the waste heat recovery boiler, it is possible to supply power to the boiler using the exhaust gas from the waste heat recovery boiler to generate power.
  • the thermal efficiency of combined cycle power generation is 46%.
  • ⁇ Coal of Example A-2 is used as raw material and heated at 450 ° C. Cracked carbonized to obtain distillate and ⁇ . The distillate is cooled and washed by, and the aqueous layer is separated by a separation tank to obtain gas and oil.
  • the gas and oil are used as fuel for gas turbines, and the separated water layer is supplied as boiler fuel and burned by supplying ⁇ .
  • the sulfur content in gas and gas is 0.52% by weight, and the Na content, K content, and vanadium content are 0.5 ppm by weight, respectively. Does not happen.
  • the gas and the refined fraction are used as fuel for gas turbines, and the water layer and the residue pitch separated from the residue are supplied as boiler fuel and supplied with 3 ⁇ 4m for combustion.
  • the sulfur content in the gas f ⁇ is 0.95% by weight, the salt content and the vanadium content are each 0.1 ppm by weight. Even if this is used in a gas turbine, the corrosion of turbine blades and the like does not occur for a long time.
  • the Na, K, and V components in the distillate were all less than 0.1 SmgZkg.
  • the calorific ratio of distillate to residue was about 20 to 80.
  • distillates can be supplied to gas turbines, and can be supplied to boilers for combined cycle power generation.
  • the ratio of distillate to distillate is extracted at a ratio of 10 to 90 while suppressing the amount of distilling, the increase in the loading power factor is low even if combined cycle power generation is performed. There is little merit in providing partial fuel treatment equipment.
  • Example A-5 In the same manner as in Example A-5, 1.000 kg of coal was placed in a flask, heated externally, and carbonized at an internal temperature of 800 to obtain a distillate and coke.
  • the calorific ratio of distillate: residue was 35:65.
  • the Na, K, and V components in the distillate were 0.51113 ⁇ 3, 2 mg / kg and 0.SmgZkg or less, respectively.
  • the K and V contents were each 0.5 mg or less.
  • the distillate will be used as gas turbine fuel, and the channel will be used as boiler fuel.
  • the above distillate (gas and oil) and 3 ⁇ 4 ⁇ 1,075,000 mVhr are supplied to a gas turbine for combustion, and power can be generated at 129 MWZhr.
  • Gas turbine exhaust gas is 58 (TC, which contains 13% by volume of oxygen.
  • the gas turbine exhaust gas is supplied to the boiler to burn the above-mentioned portion (char), and 285 MWZh by the steam turbine
  • the power factor can be increased to 45%, while the coal is not partially treated but is simply burned in a boiler with 1,075,000 mhr to produce steam.
  • the thermal efficiency of power generation is 39%.
  • the gas turbine may be supplied with fi 1,075,000 mhr of the air, or may be divided into portions necessary for boiler combustion and added to the boiler.
  • Ash content 5% by weight
  • the distillate can be used as fuel for gas turbines, and the reactor can be used as boiler fuel for combined cycle power generation.
  • Nada example B-2 Nada example B-2
  • the distillate will be used as fuel for gas turbines and the fuel will be used as boiler fuel.
  • Gas turbine exhaust gas is 580. C and contains 13% by volume. The exhaust gas of this gas turbine burns the chamber. As a result, the recitation rate of combined cycle power generation reaches 46%.
  • the distillate is fl3 ⁇ 4a, desulfurized and used at high temperature and pressure as fuel for gas turbines, and 3 ⁇ 4 ⁇ as boiler fuel. Coking coal
  • Hot spring 5500kc a l / k
  • the above distillate (gas and oil) is supplied to a gas turbine and burned.
  • Gas turbine exhaust gas is 580. C, including 13% by volume.
  • Gas turbine exhaust gas is supplied to the boiler to burn the above residue.
  • coal E is simply burnt in a boiler, steam is generated, and power is generated by a steam turbine.
  • Example C-1 2 Using the apparatus shown in FIG. 2, partial water gasification is performed in the same manner as in Example C-11 to obtain a distillate and ⁇ .
  • the distillate is desulfurized, cooled and washed by, and the aqueous layer is separated by a separation tank to obtain gas and oil.
  • the Na, V, and V contents of the oil are about 0.5 ppm each.
  • Gas and oil are used as fuel for gas bins, and the separated water layer in the distillate is used as boiler fuel.
  • partial water gasification treatment is performed in the same manner as in Example C-11 to obtain a distillate and water.
  • the distillate is stripped, desulfurized, and cooled and washed with water, and the aqueous layer is separated by a separation tank to obtain gas components and oil.
  • the oil is distilled and separated into a refined fraction and a residual pitch.
  • the gas and refined fraction will be used as gas turbine fuel, and the water tank and residue pitch separated from the residue will be supplied as boiler fuel and burned.
  • the sulfur content in the gas and ⁇ is 0.52% by weight, the sodium and potassium content and the vanadium content are each 0.1 ppm, and even for gas turbines, corrosion of turbine blades and the like does not occur. Does not happen.
  • partial water gasification treatment is performed in the same manner as in Packaging Example C-1, to obtain a distillate and.
  • the distillate is directly cooled and washed with liquid, and the aqueous layer is separated by a liquid separation tank to obtain gas and oil.
  • the oil is subjected to iffi distillation and separated into a purified fraction and a residue.
  • the gas and refined fraction are used as gas turbine fuel, and the water layer and residue separated from the residue are supplied as boiler fuel and burned.
  • the gas component and the sulfur content in the ⁇ content are 0.95% by weight, and the sodium and power components and the vanadium content are 0.1 ppm by weight, respectively. Corrosion of turbine blades etc. occurs even when converted to a gas turbine. Absent. (Fiber example C-5)
  • Example Distillate obtained in C-11 is supplied to a gas turbine for combustion, and 3 ⁇ 4 ⁇ is supplied to a boiler.
  • the exhaust gas from the gas bin is 580 ° C, and heat is recovered by a waste heat recovery boiler. This improves thermal efficiency compared to simply burning coal in a boiler to generate steam.
  • the distillate obtained at m C-2 is supplied to a gas turbine for combustion, and the gas turbine exhaust gas is supplied to a boiler.
  • the gas turbine exhaust gas is 580 ° C and contains 13% by volume. This gas burns. As a result, the combined cycling power generation rate will reach 46%.
  • coal 1 OOOkgZhr high-pressure steam 500kg / hr
  • 3 Okg / hr are supplied to gaseous gas, about 1100.
  • the gas is processed at 0 S to obtain the distillate and.
  • the distillate is fl1 ⁇ 2S, desulfurized, and used as gas turbine fuel at high temperature and pressure, and can be used as boiler fuel for combined cycle power generation.
  • the gas component and oil are used as fuel for gas turbines, and the separated water layer in the fraction and distillate is used as boiler fuel.
  • the obtained distillate is supplied to a gas turbine for combustion, and the gas turbine exhaust gas is supplied to a boiler.
  • Gas turbine exhaust gas is 580 ° C and contains 13% by volume. This gas burns. As a result, Combined The power factor of electricity reaches 46%. Also, even when used for gas turbines, there is no corrosion of turbine blades. (D-3)
  • the apparatus shown in FIG. 3 is used to perform a partial gasification treatment in the same manner as in Example D-1, to obtain a distillate and 3 ⁇ 4 ⁇ . After desulfurization, the distillate is cooled and washed by, and the aqueous layer is separated by a separation tank to obtain gas and oil. The oil is distilled and separated into a refined fraction and a residual pitch.
  • the gas and the refined fraction are used as fuel for gas turbines, and the water layer and the residue pitch separated from the residue are supplied as boiler fuel and burned.
  • the sulfur content in the gas and ⁇ is 0.6% by weight, and the sodium and potassium contents and the vanadium content are 0.5% by weight, respectively. Does not happen.
  • Fiber example D-5 is 0.6% by weight, and the sodium and potassium contents and the vanadium content are 0.5% by weight, respectively. Does not happen.
  • Example Distillate obtained in D-1 is supplied to a gas turbine for combustion, and ⁇ is supplied to a boiler.
  • the gas exhaust gas in the evening is 580.
  • C which can generate steam using a waste heat recovery boiler and generate power using a steam turbine.
  • Raw material oil Korean Light residue oil
  • Viscosity 100, O OO c St (50 ° C)
  • the obtained distillate is supplied to a gas pin for combustion, and the gas turbine exhaust gas is supplied to a boiler. 580 for gas turbine exhaust. C and contains 13% by volume of oxygen. This gas burns the residue. As a result, the combined cycle power generation rate will reach 46%.
  • the rate of power generation is significantly improved according to the present invention, compared with the rate of power generation of about 40%. .
  • Raw heavy oil 566. C or more vacuum residue
  • the entire gas and a part of the oil are used as gas turbine fuel, and the rest of the oil is used as boiler fuel.
  • the following heavy oil (1000 kg / hr) is supplied to the bottom of the distillation column and separated into distillate and residue (high boiling point liquid).
  • the effluent extracted from the bottom of the distillation column is further subjected to pyrolysis at 470 ° C in addition to no coke partialization, and then supplied to a coke drum. Is separated into Distillate Is further separated into gas and oil.
  • Residual carbon 10.9% by weight
  • the entire gas and a part of the oil are used as gas turbine fuel, and the rest of the oil is used as boiler fuel.
  • the following heavy oil (1000 kg / hr) is supplied to the bottom of the distillation column and separated into distillate and residue (high boiling point liquid).
  • the coke extracted from the bottom of the distillation column is further pyrolyzed at 400 ° C with no additional coke and supplied to the vessel, where it is further pyrolyzed for 2 hours while blowing steam.
  • the distillate from the vessel is added to the distillation column and separated into distillate and residue. After cooling, the pitch is discharged from the bottom of the, and the pitch is cut into flakes to be used as boiler fuel.
  • the distillate is further decomposed into gas, condensed water and oil, the oil is further separated into light oil and heavy oil, and the gas and oil are used as fuel for gas turbines. Fuel.
  • Raw heavy oil 500. C or more vacuum residue
  • Residual carbon 20% by weight
  • Vanadium content 690 weight p pm
  • Oil C oil and heavy oil oil
  • Heavy oil M3 ⁇ 4 400kg / r
  • H1 ⁇ 2 Perform thermal treatment in the same manner as in Example E-1 to obtain the distillate and ⁇ .
  • the distillate is cooled and separated after desulfurization to obtain gas components and oil.
  • Gas was supplied to a gas-only burning gas bin and oil was supplied to an oil-only burning gas bin to generate electricity. ⁇ burns by supplying 3 ⁇ 4 ⁇ as boiler fuel. Gas, And the sulfur content in the oil is 1% by weight, the total content of sodium and power lime is 0.5wtppm or less, the vanadium content is 0.5wtppm or less, There is no danger of corrosion in both the gas firing bins.
  • the distillate obtained in Substantial Example E-1 is supplied to a gas turbine for combustion, and ⁇ is supplied to a boiler.
  • Gas turbine exhaust gas is 580 ° C, and steam can be generated by the waste heat recovery boiler to generate electricity.
  • the following raw material 1000 kg / hr is heated by a Koino reheater, put into a solid state, supplied to a reactor, subjected to a thermal decomposition treatment at 480 ° C., and separated into a distillate. Extracted from the bottom of the reactor (attached on the seed coke), it is further supplied to one heater chamber, blows ⁇ , heats it by combustion, and circulates the heated coke from the bottom of one heater chamber to the reactor. . Part of the coke is extracted from the middle of one heater chamber.
  • Vanadium content 140 weight p pm
  • Oil (light oil and diesel heavy oil)
  • the distillate is used as gas turbine fuel, and is used as boiler fuel.
  • Example E—8) [Visbreaking method of fuel oil C]
  • the following heavy oil 1000 kg Zhr was additionally supplied under SOkgZcm 2 G pressure, heated at 500 ° C, mixed with quenching oil to stop the side reaction, and then supplied to the bottom of the distillation column. Obtain 290 ° C distillate and residue (high viscosity liquid).
  • Raw material heavy oil C heavy oil No. 2
  • Viscosity 100 cSt (50 ° C)
  • Example E-9) [Normal pyrolysis of C heavy oil]
  • Heavy fuel oil C (Mitsubishi Oil IF 0-280)
  • Nitrogen content 0.20% by weight
  • Residual carbon 8.88% by weight
  • Nitrogen content 0.34% by weight
  • Residual carbon 16% by weight
  • Nitrogen content 0.01% by weight
  • the oil content was suitable for gas turbine fuel, and could be used as boiler fuel.
  • the amount of oil and the amount of ⁇ ⁇ are suitable for exhaust reburning combined cycle power generation.
  • Example E-9 In the same manner as in Example E-9, the heavy oil used in Fiber Example E-9, 1.00k2, was pyrolyzed at normal pressure to 45 (TC in batches to form 218C distillate and dried Further heating of ⁇ significantly reduced the amount of distillate.
  • Nitrogen content 0.36% by weight
  • Residual carbon 1 basket%
  • Nitrogen content 0.01% by weight
  • Residual carbon 0.0 is%
  • V content 0.5 weight ppm or less
  • the oil is suitable for gas turbine fuel, and is a dry matter. more than this In order to obtain the distillate, severe conditions are required and the equipment cost is also excessive. Therefore, the distillate amount is actually reduced, and the distillate is reduced to around 60% by weight of the total weight. The remaining heat ratio is about 60% to 40%). This makes it possible to transport the residue to the boiler in a fluid state.
  • the oil component in which the distillate amount is adjusted to an appropriate ⁇ * ratio is one suitable for exhaust reburn combined cycle power generation.
  • Example E-9 In the same manner as in Example E-9, 1.00 kg of the dried dried marjillon was subjected to batch thermal decomposition at 450 ° C. under normal pressure to obtain 282 distillate and 3 ⁇ 4 ⁇ (dry matter) .
  • Nitrogen content 0.89% by weight
  • Nitrogen content 1.9% by weight
  • Nitrogen content 0.23% by weight
  • the oil content is suitable for gas turbine fuel, and has the properties that can be used as boiler fuel.
  • This example shows that the limit force is 70% ⁇ in the range where the oil content suitable for the gas bottle is easily obtained.
  • the distillate may be extracted at a lower ratio in consideration of the extraction of the residue and the efficiency of exhaust gas reburning.
  • Raw material heavy oil C heavy oil (Mitsubishi Oil ISO-280)
  • Residual carbon 8.88% by weight
  • Nitrogen content 0.34% by weight
  • Residual carbon 16% by weight
  • Nitrogen content 0.01% by weight
  • V content 0.5 weight ppm or less
  • the gas turbine is supplied with 41,520 kg / hr of oil and ⁇ l, 190,00 OmVhr obtained above to generate 169 MW / hr.
  • the above-mentioned air of 1,1,900,00 OmVhr may be added to the gas turbine, or the amount necessary for boiler combustion may be divided and added to the boiler.
  • the distillate as fuel for gas turbines it is very easy to obtain the distillate as fuel for gas turbines to advantageously perform combined cycle power generation.
  • Example F 1) [Shell partial oxidation method]
  • Heavy oil C heavy oil No. 2
  • Viscosity 100 cSt (50 ° C)
  • the obtained distillate is supplied to a gas pin for combustion, and the gas turbine exhaust gas is supplied to a boiler.
  • Gas turbine exhaust gas is 580 ° C and contains 13% by volume. This gas burns. As a result, the combined; cycle power generation rate reaches 46%.
  • the rate of combined cycle power generation is approximately 46% when the entire amount of boiler-fired fuel is gasified, power is generated by the gas turbine, and steam is generated from the exhaust gas from the gas turbine by the waste heat recovery boiler.
  • Gasi-Dani it is a special gas turbine and boiler system. Construction costs are high!
  • the installation cost is low, and the improvement of existing facilities requires a boiler. You can germinate.
  • the total amount of gasi-dani it is difficult to treat ash, and gas purification must be performed at a low temperature, resulting in a large heat loss. (Sickle example F-2)
  • the apparatus shown in Fig. 2 is placed on a shelf, and gasification treatment is performed in the same manner as in Fiber Example F-1 to obtain a distillate and a distillate.
  • the distillate is listened, desulfurized, cooled and washed by, and the aqueous layer is separated by a separation tank to obtain gas and oil.
  • Gas and oil can be supplied to the gas turbine, and the separated water layer in the distillate can be supplied to the boiler for combined cycle power generation.
  • partial gasification treatment is performed in the same manner as in the case of Fiber Example F-1 to obtain a distillate and a distillate.
  • the distillate is subjected to cooling and washing after the offal and desulfurization, and the water layer is separated by a separation tank to obtain gas and oil.
  • the oil is distilled to separate it into refined fraction and residual pitch.
  • the gas and refined fraction are used as fuel for gas turbines, and the water layer separated from the residue and the residue pitch are supplied as boiler fuel and supplied with 3 ⁇ 4M for combustion.
  • the sulfur content in the gas and gas is 0.6% by weight, the sodium and power rim components and the vanadium component are each 0.5% by weight or less, and no corrosion of turbine blades or the like occurs.
  • the apparatus shown in FIG. 3 is subjected to partial combustion gasification in the same manner as in Example F-1 to obtain a distillate and.
  • the distillate is cooled and washed with liquid, and the aqueous layer is separated by a liquid separation tank to obtain gas and oil.
  • the oil is subjected to ffi distillation to separate it into a refined fraction and a residue.
  • the gas ⁇ and the refined fraction are used as fuel for gas bins, and the water layer and residue separated from the residue are supplied as boiler fuel and burned.
  • the gas component and the sulfur content in the liquid are 1.0% by weight, the sodium and power rim components, and the sodium component are 0.1% by weight or less, respectively, and no corrosion of turbine blades and the like occurs.
  • Fiber example F-5 is 1.0% by weight, the sodium and power rim components, and the sodium component are 0.1% by weight or less, respectively, and no corrosion of turbine blades and the like occurs.
  • Ash content 17% by weight of thigh
  • Viscosity 100, OOOcS t (50 ° C)
  • the distillate can be desulfurized and used as fuel for gas bins at high temperature and pressure, and can be used as boiler fuel for combined cycle power generation.
  • the power of the distillate: residue can be increased by the mixing ratio of coal and heavy oil, but the distillate can be increased up to the ratio of 70: 30 ⁇ It becomes more difficult to remove 3 ⁇ 4 ⁇ , and the ⁇ in the exhaust gas of the gas turbine becomes more than required for exhaust gas reburning, and the exhaust gas increases.
  • surplus kerosene is used in the summer as 56 000 kg / hr as fuel for gas and bottles, and the following heavy oil that cannot be used as fuel for gas turbines is used as boiler specialty 92800 kg / r.
  • Gas turbine exhaust gas is 580 ° C and contains 13% by volume of oxygen. Only this exhaust gas can burn the boiler specialty. As a result, the combined cycle power generation rate is 46%.
  • Viscosity 100,000 cSt (50 ° C)
  • kerosene converted in Example G-1 is used at 9505 kg / hr as fuel for gas turbines. Furthermore, the following coal, 220, 400kgZhr, is subjected to low-temperature carbonization at 600 ° C to obtain a distillate and a char. The distillate is cooled and washed by minute, and the water layer is separated by a separation tank to obtain gas and oil.
  • Oil is separated by flE distillation into refined fraction and residue pitch 0
  • the gas and refined fraction are used as fuel for gas turbines along with kerosene, and the water layer and residue pitch separated from ⁇ are supplied to the boiler as boiler fuel together with coal, and are supplied with 3 ⁇ 4M for combustion.
  • the sulfur content in the gas and liquid is 0.52% by weight
  • the salt content and the sodium content are 0.5 ppm by weight, respectively, and can be used for long-term operation such as 8000 hours. No corrosion of blades etc. occurs.
  • Ash content 24% by weight Departure BYOOkca l / kg
  • Example G-2 Using the apparatus shown in Fig. 5, the coal obtained in Example G-2 is used as boiler specialty material at 36050 kg ghr, and the following heavy oil is used at 135 800 kg / hr as thermal boiler specialty material.
  • Heavy oil is supplied under pressure, is subjected to pyrolysis at 500 ° C, quenched oil is added to stop the secondary Mr, and then supplied to the bottom of the distillation column to obtain distillate and .
  • the distillate can be desulfurized and used as fuel for gas turbines at high temperature and pressure, and the remainder can be used as boiler fuel together with coal.
  • Viscosity 100,000 cSt (50 ° C)
  • Viscosity 45, OOOcS t (50 ° C)
  • Example G-1 15500 kg / hr of kerosene shelved in Fiber Example G-1 was used as fuel for gas turbines, and 100000 kg / hr of coal converted in Example G-2 was used as fuel for boiler firing. 99520 kg / hr of oil is converted into a fuel for the pyrolysis boiler, and the distillate is obtained by heat treatment as in Fiber G- 3 .
  • Gas turbine exhaust gas is 580 ° C and contains 13% by volume of oxygen. The residue and the boiler-only fuel are burned using only this exhaust gas. As a result, the rate of power generation reaches 46%.
  • Jet fuel 700 t // day
  • Diesel gas oil 2,300 t days A, B and C fuel oil gauge: 3, OOOtZ days
  • Petroleum coke ⁇ Pitch 400 t / day
  • diesel gas oil will be supplied to gas turbines at 41.9 tZhr as fuel for gas turbines, and 86 tZhr of residual oil will be supplied to boilers as boiler exclusive use.
  • Gas turbine exhaust gas is 580 ° C and contains 13% by volume of oxygen.
  • the boiler-only fuel is burned using only this exhaust gas.
  • the rate of power generation is 46% (transmission »).
  • a power plant shown in Fig. 4 will be installed alongside the steel plant.
  • a coppers-type coke oven will be installed in the plant to completely decompose the debris coal to produce coke and coke oven gas.
  • Coke oven gas exhaust 56% by volume of hydrogen, 27% by volume of methane, 7% by volume of carbon monoxide, 3% by volume of carbon dioxide, and other noncombustible gas components
  • the above coke is supplied to a blast furnace to perform iron making.
  • the following blast furnace gas is generated from the blast furnace, and can be supplied to the gas turbine.
  • Blast furnace gas composition 3% by volume of hydrogen, 24% by volume of carbon monoxide, Other non-combustible gas components
  • Blast furnace gas calorific value 800 kca 1 ZNm 3
  • the amount of the coke oven gas is supplied to a gas turbine as fuel for a gas turbine, and the coke coking coal is used as a boiler special charge by coke: fine powder generated in about X. Supply to boiler at 2 tZhr.
  • Gas turbine exhaust gas is 580 ° C and contains 13% by volume of oxygen.
  • the boiler-only fuel is burned using only this exhaust gas. As a result, the power generation rate is 45
  • a power generation system shown in Fig. 4 will be provided in addition to a chemical brand consisting of naphtha crackers, ffl resin brands, and iDanigaku product brands.
  • the naphtha was fed to a naphtha cracker and cracked completely.
  • Off-gas discharged from naphtha crackers is also non-recyclable resin, such as crackers, flaky effluent discharged from various resin brands, atactic polymers, cleaning polymers for brand switching, and non-standard resins. All are burned in the boiler, generating steam and generating electricity. At this time, the rate of power generation is 39% (transmission end).
  • the off-gas supplied to the boiler as combustion gas is turned off as fuel for the gas turbine, and the fuel oil is combined using tar, non-recyclable resin, and tarou-like tar as boiler exclusive. Cycle power is generated, and gas turbine exhaust gas is supplied to the boiler to burn the boiler fuel. As a result, the rate of power generation reaches 46% (Tendang).
  • the off-gas discharged from naphtha crackers is supplied to gas turbines without installing new partial treatment equipment, and tar-like emissions from crackers and various resin plants, non-recyclable resins, and chemical tar-like substances
  • By supplying water to a boiler power can be efficiently obtained in a chemical plant, and can be returned to a power company if necessary.

Description

明細書 発 法及び発電装置 発明の属する技術分野および従来の技術
本発明は、石炭、重質油等のボイラ専 «料を部分処理して、 留出分と^^に 分離し、該留出分から得られたガスタ一ビン用燃料単独で又はガスタ一ビン向燃 料と組み合わせてガスタービンに供給、燃焼させて発電し、該残分をボイラ燃料 として、 ボイラ燃料単独で又はボイラ専 料と組み合わせてボイラに供給、燃 焼させてスチームを発生させ、蒸気タービンにより発電する発 ¾ ^法及び装置、 さらに、 ガス夕一ピン排ガスをボイラに供給してボイラ燃料の燃焼に禾翻する排 気再燃式の発 ¾¾·法及びその装置に関する。
燃焼によるエネルギ一をタービン等の原動機を通じて エネルギーに ^す る方法には、 ボイラ及びスチームターピンによる発電 法、 ガス夕一ビンによる 発 法及びこれらを組み合わせたコンバインド ·サイクノレ発電方法がある。 ボイラ及びスチームタービンによる発 ¾¾■法は、燃料に重油、原油、残渣油又 は石炭等を し、 ボイラで発生した高温、高圧のスチームによりタービンを駆 動して発電するが、 率が 3 8〜4 0%/H HV¾^ (HHV:高
以下特に断らな 、限り発電の腿率は H H V基準で示す) と比較的低い。
また、 ガスタービンは、燃料に液化天然ガス (L N G) 、灯油、軽油等を^ ffl して、燃料を圧縮空気で、 さらには、圧縮^を燃焼熱で加熱して燃焼させ、発 生した高温、高圧のガスにより夕一ビンを環隱して発電する。発 率は 2 0〜 3 5 %であるが、 ガスタービンのおガスは、例えば、 4 5 0〜7 0 0°Cと高温で あるのでこの熱を利用すること力できる。
また、空冷翼夕一ビン等ではガス温度を 1 3 0 0〜1 5 0 0°CgJ^まで高める ことができるので、発 率の向上、排ガスのより 力な利用力可能である。 これらを組み合わせたコンバインド ·サイクル発電では、燃料に L N Gを し、圧縮空気で燃料を燃焼させ、 その高温高圧ガスでガスタービンを ¾1¾して発 動し、 さらにその排ガスを廃熱回収ボイラに供給してスチームを発生させ、 スチ —ムタ一ビンにより発電する方法が実施されており、従来のガスタ一ビンでは熱 効率が 4 6〜 4 7 %と高いことが難である。 従つて発 ¾|¾備の老朽化により設 備を新設する際や既存設備を利用した発電能力増強する際には、 率の高いコ ンバインド ·サイクノレ発電への繊が進められている。
しかしながら、前記 L N Gによるコンバインド ·サイクル発電では、燃料の L N Gは貯蔵にコストカかかり、供給に問題を生じるおそれがある。
欧米では、 L N Gや軽油以外に、原油や残渣油をガスタービンの燃料に麵し ている がある力 それらに含まれる不純物のためトラブルが多く発生し、軽 油や L N Gを する に比べ保守費用がかさむ問題点が指摘されている。 ガ スタービンに する燃料の不純物含有量として、 ナトリウムとカリウム分を合 計で 0. 5 p p m以下、バナジウム分を 0. 5 p p m以下に制限すること力 ま しい。特にナトリウム、 カリウムの塩分とバナジウム分は相互に影響してガス夕 一ビンのブレード金属の溶融点を低下させたり、灰分のブレードへの付着の原因 となる。
一方、火力発電は、石油や L N Gの他に、天然に多量に されている石炭や 重質油を現燃料として しており、 さらにその効率的な 力検討されている。 例えば、 ガスイ^に lliM方式を^ fflし、送電端効率約 4 3〜4 7 %の石炭ガス 化複合発電 (I G C C) 力検討されている。 し力、しな力 ら、 これらの技術では、 石炭や重質油をコンバインド ·サイクル発電に利用するには、原燃料を一度ガス に纖する があり、 さらに得られたガスの精製が必要である。
原燃料を全量ガス化する方法では、例えば、原燃料の前処理に過大の設備を必 ボイラを必要としたり、操作条件が過酷であつたり、全量ガス化するので^ ¾し たガスの量が大きく、 またガスの fl½^、精製に過大の設備を必 としたり、残り の溶!^の処理が必要であったり、蒸気タービンに する燃料までガス化して 精製することになる等の問題点があつた。
ジャーナル'ォブ ·エンジニアリング'フォー ·ガスタービンス ' ·アン Κ ·ノヽ' ヮー (Journal of Engineering for Gas Turbines and Power) vol. 118 , OCTOB ER 1996 , 737には、石炭を酸素及び水蒸気の存在下に高 でガス化して、得ら れたガスをガスタービンに供給して燃焼させ、 ¾ ^した高温の燃焼ガスによりガ スタービンを »して発電を行い、石炭をガス化させた残りのチヤ一を流動床ボ イラに供給して燃焼させ、発生したスチームによりスチームタービンを駆動して 発電を行うコンバィンド ·サイクル発電が開示されている。
しかしながら、 この技術ではガス化 が 1 0 0 oec¾¾ はそれ の高温 であるために、 N a及び K塩、及び V化合物のようなタービンブレードを腐:^ T る の混入が多く、 これらを除去する があること、 ガス化装置とガスター ビン及び流動床ボイラとを組み合わせた装置カ¾¾であるために、既存のボイラ •スチームタービンシステムのような輻射伝熱面と文す流伝熱面を備えたボイラに 適用するには設備の大幅な手直し力必要であり、実際的には設備の新設の際にの み適用されるという制約がある等の問題をもっている。 また、高温で得られたガ スの精製を低温で行わなければならず、 エネルギーロス力大き t、という問題があ り、 さらに、全体として設備費力 <過大なものになるという問題がある。
発明の要約
本発明の目的は、安価なもしくは利用度の低いボイラ専 j«料 (ガスタービン に利用できずボイラに禾 ij用できる燃料) を^ fflして、高効率の発電を行うことで あり、燃料のエネルギーを有効に利用することであり、更には、 への悪 響 力少なく、設備費の安い方法を赚することである。 また、石油精製設備のよう な燃料発生源に併設して、設備費があまりかからずに燃料を 力利用して発電す る方法、設備を 共することである。
本発明者らは、種々の燃料を禾 IJ用した発電について鋭雄討した結果、石炭、 原油、重質油等の安価なもしくは利用度の低いボイラ専 料を、 ストリツピン グ、蒸留、熱分解、乾留、マイクロ波照 Ji、部分水性ガス化、部 «焼ガス化等 により部分処理して留出分と^^に適切に分離することにより、留出分の性質、 品質、発^ び熱量がガスタービンの燃料用に適するものであり、 の性質、 発^ び^ Sがボイラの燃料用に適するものであることを見い出し、更にそれ ぞれの量が、特にガス夕一ビン発電とスチームタービン発電を結び付けたコンノ インド ·サイクル発電に適するものであること、 さらには、留出分を単独に^ して又は留出分とガスタービン向燃料とをガスタービン燃料に使用してガスター ビンにより発電し、 を単独に^ fflして又は^^とボイラ専焼燃料とをボイラ 燃料に してスチームを発生させてスチームタービンにより発電することによ り低設備費の装置で、低コストで、且つ高効率で発電できること、 ガス夕一ビン 排ガスをボイラに加えて排気再燃することによりさらに高効率で発 きること を見いだし、 さらには、石油精製設備から得られる余剰のガスタービン向燃料と 同設備内で するボイラ専 «料を して、 ガス夕―ビンからの排気を禾拥 してボイラーで燃焼することにより、設備から ¾ ^する燃料を有効に利用して、 効率よく発 きることを見 t、だし本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明の第 1は、 ボイラ専,料 (F) を部分処理して留出分 (D) 及び膨 (R) に分離し、該留出分 (D) 力、ら得られたガスタービン用燃料 (G) 単 ¾Xはガスタービン用燃料 (G) とガスタービン向燃料 (G' ) との混^/を ガスタービン燃料 (A) として、該残分 (R) 単¾ ^は該 (R) とボイラ専 焼燃料 (F ) 及び Z又は他種類のボイラ専«料 (F' ) との混^/をボイラ燃 料 (B) として、 ガスタービン燃料 (A) をガス夕一ビンで燃焼してガスタービ ンを IgHlして発電すると共に、 ボイラ燃料 (B) をボイラで燃焼して ¾ ^したス チームによりスチームタービンを して発電する発電方法に関するものである。 これにより、石炭、重質油等の安価なもしくは利用度の低いボイラ専焼燃料 (ガスタービンに利用できずボイラに利用できる燃料) からガスタービンとスチ —ムタ一ビンに適する燃料を効率よく得て、 あるいは、 さらに安価なもしくは利 用度の低い各種ボイラ専 «料と各種ガスタービン向燃料を組み合わせてgfflす ること力できるので、燃料の禾 IJ用範囲カ《広がり、経済的にも、環境¾{匕時にも最 適に燃料を選択して効率的に発電すること力《できる。 それらの燃料を して発 電すること力 <できるので、単にボイラ専«料 (F) をボイラ燃料 (B) として 使用する場合に比較して大幅に発 ®Τ力率が向上する。
本発明の第 2は、 ガスターピン排ガスをボイラに供給してボイラ燃料 ( B) を 排気再燃させる本発明の第 1に記載の発 ¾¾■法に関するものである。
これにより、 ガス夕一ビン排ガス中の残存熱量と 1 0〜1 5 %残存する隱を 利用して残分を燃焼することができるので発電効率を約 4 6 %に高められる。 本発明の第 3は、 ガスタービン排ガスを廃熱回収ボイラに供給して発電用蒸気 を発生させ、廃熱回収ボイラ排出ガスをボイラに供給してボイラ燃料 (B ) を排 気再燃させる本発明の第 1に記載の発 法に関するものである。
これにより、 ガスタービン排ガス中の残存熱量から発 TOの蒸気を発生するこ と力河能であり、 さらに廃熱回収ボイラ排ガス中の残存驢と 1 0〜1 5 %残存 する を利用して ¾ ^を燃焼することができるので発 力率が高い。
本発明の第 4は、部分処理が、 トツビング、 フラッシング、蒸留、抽出、傾瀉 又はこれらの混合処理からなる群から選ばれる部分分離処理である本発明の第 1 〜 3のいずれかに記載の発電方法に関するものである。
これにより、 ボイラ専 i»焼の各種の部分分 MLS^法が具体的に できる ことカ ijる。
本発明の第 5は、部分処理が、熱分解、乾留、水性ガス化、燃焼ガス化、水素 化、液化、 マイクロ波照 又はこれらの混合処理からなる群から選ばれる部分分 解処理である本発明の第 1〜 3のいずれかに記載の発電方法に関するものである。 これにより、 ボイラ専 焼の各種の部分分, ¾^法が具体的に^ fflできる ことカ判る。
本発明の第 6は、部分処理が 2 5 0 °C以上 5 0 0°C以下で行われる本発明の第 4〜 5のいずれかに記載の発 TO法に関するものである。
これにより、熱的に有利に留出分を得ることカできると共に留出分中の N a、 K、 C a、 Vその他の不純物の を大幅に減少すること力できる。
本発明の第 7は、留出分 (D) 対残分 (R) の熱量比率が 2 0〜6 0 %対 8 0 〜 4 0 %である本発明の第 1〜 6のいずれかに記載の発電方法に関するものであ これにより、 ボイラ専匪焼から排気再燃コンバィンド ·サイクル発電に適す る^ *の留出分が経済的に得られ、留出分をガスターピン用燃料に^して、残 分をボイラに fflして、排気再燃により効率よく発電を行うこと力できる。
本発明の第 8は、留出分 (D) から少なくともガス分 (V) と油分 (0) を分 離し、 ガス分 (V) 、 油分 (0) 又はガス分 (V) と油分 (0) をガスタービン 用燃料 (G) に使用する本発明の第 1〜7のいずれかに記載の発電方法に関する ものである。 これにより、水分やそれに溶解する不純物成分がガスタービン用燃料に Λす ることを防ぐことができる。
本発明の第 9は、油分 (0) を蒸留して精製留分 (C ) と蒸留残渣 (R' ) に 分離し、精製留分 ( C) をガスタービン用燃料 (G) に翻して、蒸留残渣 (R ' ) をボイラに使用する本発明の第 8に «の発 TO法に関するものである。 これにより、 どのようなボイラ専焼燃料から得られた留出分からガスタービン 用燃料を製造しても、 ガスタービンを長時間稼働した場合にタービンブレード等 の腐食が少ない燃料を得ることができるし、 もともと留出分中の不純物が少ない 場合にはさらにその含有率を下げることカできる。
本発明の第 1 0は、 ガスタービン燃料 (A) が、ナトリゥム及び力リウム分の 合計で 0. 5重量 p p m以下、バナジウム分 0. 5重量 p p m以下を含有する本 発明の第 8〜9のいずれ力、に記載の発電方法に関するものである。
これにより、 N aと K分の合計が 0. 5 Sgp p mないしそれ以下、 V分が 0, 5重量 p p mないしそれ以下であり、 ガスタービンを長時間 ii ^fflしてもター ビンブレード等の腐食が少ない。
本発明の第 1 1は、 ガス分 (V) をガス専焼ガスタービンにより燃焼させ、油 分 (0) 又は精製留分 (C) を油専焼ガスタービンにより燃焼させる本発明の第 8〜9のいずれかに記載の発電方法に関するものである。
これにより、 ガス分と油分を効率よく、安定に燃焼させてガスタービン発電を 行うことができる。
本発明の第 1 2は、 ボイラ専匿料 (F) を部分処理して留出分 (D) 及び ¾ 分 (R) に分離する部分処理手段、本発明の第 1に記載のガスタービン燃料 (A) を燃焼させて^ 1¾するガスタービン、 Κ¾されたガスタービンにより発電するガ スタービン用発 β、本発明の第 1に記載のボイラ燃料 (Β) を燃焼させて蒸気 を ¾ ^させるボイラ、 ¾ ^したスチームにより署鹏するスチームタービン及び区 動されたスチームタービンにより発電するスチームタービン用発 ¾ からなる発 電装置に関するものである。
これにより、石炭、重質油等の安価なもしくは禾拥度の低いボイラ専焼燃料か らガスタービンとスチームタービンに適する燃料を効率よく得て、 それらの燃料 を利用して発電することができるし、 さらに安価なもしくは利用度の低い各種ボ ィラ専 料や各種ガスタービン向燃料を組み合わせて すること力 <できるの で、燃料の禾幌範囲力広がり、経済的にも、環 匕時にも翻に燃料を選択し て効率的に発電すること力できる。
本発明の第 1 3は、 ガスタービン排ガスをボイラに供給する排ガス供給手段を 設けた本発明の第 1 2に記載の発電装置に関するものである。
これにより、 ガスタービン排ガス中の残存熱量と 1 0〜1 5 %残存する «を 使用して残分を燃焼すること力できるので発電効率約 4 6 %で発電を行うこと力 できる。
本発明の第 1 4は、 ガスタービン排ガスを供給して発 蒸気を発生させる廃 熱回収ボイラ及び廃熱回収ボイラ排ガスをボイラに供給する排ガス供給手段を設 けた本発明の第 1 2に記載の発電装置に関するものである。
これにより、 ガスタービン排ガス中の残存 から発 の蒸気を発生すると ともに、廃熱回収ボイラ排ガス中の残存皿と 1 0 ~ 1 5 %残存する,を ffl して を燃焼すること力 <できるので発載力率カ^い。
本発明の第 1 5は、 ガスタービン向燃料とボイラ専焼燃料が同一場所で得られ る設備に併設して、該ガス夕一ビン向燃料をガス夕一ビンに供給して燃焼させ、 燃焼により発生した Ki¾用燃焼ガスによりガスタービンを馬 Kliして発電し、 該ボ ィラ専 j»料をボイラに供給して前記ガスタービン排ガスを用いて燃焼させ、発 生したスチームによりスチームタービンを環隨して発電する発電方法に関するも のである。
これにより、部分処理設備を新設することなく、オフガスやタール等を^力に 利用して、効率よく発電することができる。
本発明の第 1 6は、上記設備が、石油精製プラント、製鉄プラント、化学ブラ ント及びこれらのコンビナ一トからなる群から選ばれるものである本発明の第 1 5に記載の発 ¾ ^法に関するものである。
これにより、多量のガスタービン向燃料とボイラ専焼燃料を環境に排出したり、 輸送したりせずに、単にボイラで燃 させるよりも効率よく発電に利用すること ができる。 本発明はさらに以下のことも発明として示すものである。
すなわち本発明は、 ボイラ専 «料を部分処理して留出分及び^^に分離し、 留出分をガスタービン燃料に^して、 ¾ ^をボイラ燃料に^して、前記ガス 夕一ビン燃料をガスタービン {こ供給して燃焼させ、燃焼により発生した駆動用燃 焼ガスによりガスタービンを導 g|¾して発電し、蘭己ボイラ燃料及ひ 記ボイラ専 焼燃料をボイラに供給して燃焼させ、発生したスチームによりスチームタービン を,して発電する発 法を示すものである。
本発明は、 ボイラ専^ ^料を部分処理して留出分及び に分離し、留出分を ガスタービン燃料に^ fflして、 ¾ ^をボイラ燃料に して、 ガスタービン向燃 料及び mt己ガスタ一ビン燃料をガスタービンに供給して燃焼させ、燃焼により発 生した »用燃焼ガスによりガスタービンを駆動して発電し、前記ボイラ燃料を ボイラに供給して燃焼させ、発生したスチームによりスチームタービンを導 g¾lし て発電する発電方法を示すものである。
本発明は、 ボイラ専繊料 (F) 又は (F' ) 、石炭、揮発分 2 0重量%以 上の 炭、 チヤ一、 コークス、重油、残渣油、 ピッチ、 ビチューメン、石油コ 一クス、 カーボン、 タールサンド、 タールサンドから得られるサンドオイル、ォ ィルシェール、オイルシェールから得られるシェールオイル、オリノコタール、 オリノコタールの水懸濁! ¾rr?あるオリマルジヨン、アスファルト、 アスファルト の水懸濁物であるアスマルジョン、石油—油混合物 (C OM) 、石油一水混合物 ( CWM) 、石炭一メタノールスラリー、木、草、油脂又は搾油滓の天然物由来 マス、廃ブラスチック、可燃ゴミ、及びこれらの混^からなる群から選ばれる 燃料である上記に記載の発 法を示すものである。
本発明は、 ガスタービン向燃料 (C ) カ<水素、 メタン、ェタン、エチレン、 プロパン、 プロペン、 ブタン類、 ブテン類、へキサン類、へブタン類、 メタノー ル、 エタノール、プロパノール、 ブタノ一ル、 ジメチノレエ一テル、 ジェチノレエ一 テル、 L N G、 : L P G、 ナフサ、 ガソリン、灯油、軽油、常圧沸点、 5 0 0 °C以下 の重質油分解^、天然ガス、 メタン、 ランドフィルガス、高炉ガス、 コ一 クス炉ガス、 ガス、水素を含む化学プラントからの副生ガス、石^ Xは重質 油のガス化ガス、石炭乾留ガス、石炭水性ガス化ガス、石炭部分燃焼ガス、重質 油加熱分離軽質油又はガス、重質油熱分解! ¾®油又はガス、重質油酸化分解 油又はガス、超重質油熱分解籠油又はガス、超重質油酸化分解籠油又はガス、 発酵ガス、及びこれらの混合物からなる群から選ばれる燃料である上記に記載の 発電方法を示すものである。
本発明は、部分処理するボイラ専焼燃料が石炭、重質油及びこれらの混^ r ある本発明の上記に記載の発 法を示すものである。
本発明は、 ガスタービン排ガスをボイラに供給し、 ボイラ燃料及び/又はボイ ラ専«料を ¾ を供給して燃焼させる本発明の上記に の発 法を示すも のである。
本発明は、 ボイラの燃焼をガスタービン排ガスのみで行う本発明の上記に言 の発電方法を示すものである。
本発明は、 マイクロ波照射がボイラ専 料 (F ) に炭ィ 素を供給して行わ れる発電方法を示すものである。
本発明は、水性ガス化がボイラ専焼燃料 (F) に趣加麵ガスとフ 気とを 供給して行われる発 ¾ ^法を示すものである。
本発明は、燃焼ガス化がボイラ専焼燃料 (F) に 又は隱とフ威気を供給 して行われる発 ¾¾法を示すものである。
本発明は、部分処理手段、 ガス一夕一ビン、 ガスターピン用発 ¾1幾、 ボイラ、 スチームタービン及びスチーム夕ービン用発電機からなり、
( 1 ) ボイラ専焼燃料を部分処理して留出分及び残分に分離し、 留出分をガスタ 一ビン燃料に^ fflして、 ^^をボイラ燃料に使用して、 l己ガスタービン燃料を ガスタービンに供給して燃焼させ、燃焼により発生した屠 gfj用燃焼ガスによりガ スタービンを して発電し、前記ボイラ燃料及ひ 記ボイラ専 料をボイラ に供給して燃焼させ、発生したスチームによりスチームタービンを ξκ®ιして発電 する、
( 2) ポイラ専«料を部分処理して留出分及び に分離し、留出分をガスタ 一ビン燃料に^ fflして、 ¾ ^をボイラ燃料に使用して、 ガスタービン向燃料及び 前記ガスタ一ビン燃料をガスタービンに供給して燃焼させ、燃焼により発生した 駆動用燃焼ガスによりガスタービンを Κ1¾して発電し、前記ボイラ燃料をボイラ に供給して燃焼させ、発生したスチームによりスチームターピンを ¾|¾して発電 する、
( 3) ボイラ専 j«料を部分処理して留出分及び に分離し、留出分をガスタ 一ピン燃料に使用して、 をボイラ燃料に使用して、前記ガスタービン燃料を ガスタービンに供給して燃焼させ、燃焼により発生した専 Kli用燃焼ガスによりガ スタービンを尾隨して発電し、前記ボイラ燃料及ひ 1ΰ記と異なる種類のボイラ専 焼燃料をボイラに供給して燃焼させ、発生したスチームによりスチームタービン を,して発電する、又は
( 4) ボイラ専焼燃料を部分処理して留出分及び残分に分離し、留出分をガス夕 一ビン用燃料に して、残分をボイラ燃料に して、 ガスタービン向燃料及 び前記ガス夕一ビン燃料をガスタ一ビンに供給して燃焼させ、燃焼により発生し た尾隱用燃焼ガスによりガスタービンを塔 して発電し、前記と異なる種類のボ イラ専 料及び前記ボイラ燃料をボイラに供給して燃焼させ、発生したスチー ムによりスチームタービンを駆動して発電する発電装置を開示するものである。 本発明は、 ガスタービン排ガスをボイラに供給して、 ^^を空気を供給して燃 焼させる本発明の上記に記載の発電方法を示すものである。
本発明は、 ボイラの燃焼をガスタービン排ガスのみで行う本発明の上記に ΐ の発電方法を示すものである。
本発明の石炭の乾留に関する発明はさらに以下のことも示す。
すなわち本発明は、石炭を、特に揮発分を 2 0重量%以上含む石炭を、部分分 解処理して、留出分並びに残分に分離し、該留出分をガスタービン用燃料とし、 残分である熱分解炭ィ k¾^、 チヤ一又はコークスをスチームタービンのボイラ燃 料とする発 燃料を開示するものであり、部分分 理か 留であり、特に、 乾留が 5 0 0°C以下の熱分解炭化であり、更には、留出分から、 ガス分及び Z又 は油分を分離して、該ガス分及び/又は油分をガスタービン用燃料とする発 TO 燃料の製造方法を示すものである。
本発明は、 また、上記で得られたガス分及び Z又は油分を燃料とし、該燃料が、 塩分含有量 0. 5重量 p p m以下及びバナジウム分含有量 0. 5重量 p p m以下 であるガスタービン発 TO燃料を示すものである。 また、本発明は、石炭を部分分讓理して、留出分並びに ¾ ^に分離し、該留 出分をガスタービン用燃料とし、 ¾ ^をスチームタービンのボイラ燃料とする発 電用燃料の製造方法を示すものである。
また、本発明は、石炭を 1 0〜1 0 O O O CTCZ秒の加熱 で 0. 1〜: L 0 秒間加熱して、石炭を急iiに部分熱分解して、留出分並びに に分離し、該留 出分をガス夕一ビン用燃料とし、 ¾ ^をスチームタービンのボイラ燃料とする発 電用燃料の製造方法を示すものである。
また、本発明は、上言 et^i部分熱分解により得られた留出分から得られるガス タービン燃料をガスタービンに し、 ^をボイラ燃料に^ ¾して、 コンバイ ンド.サイクル発電を行うことを示すものである。
本発明の石炭のマイク口波照 に関する発明はさらに以下のことも示す。
本発明は、石炭を、特に揮発分を 2 0重量%以上含む石炭を、 マイクロ'^射 により部分分^理して、留出分並びに に分離し、該留出分をガスタービン 用燃料とし、 分をボイラ ·スチームタービンシステムに使用するボイラ燃料と する発 燃料に関するものであり、部分分解処理がマイク口波照射処理であり、 特に、 マイク口波照射処理が 5 0 °C以上で、好ましくは 1 0 0〜 1 0 0 0 で、 また、炭化水素の存在下に、好ましくは炭素数 1〜2 0の脂瞧、脂環族、芳香 族炭ィ 素の存在下に、又は炭 ih*素ガスの存在下に、更には、 留出分から、 ガ ス分及び Z又は油分を分離して、該ガス分及び Z又は油分をガス夕一ビン用燃料 とする発電用燃料を示すものである。
また、本発明は、石炭をマイクロ波照 Jiにより部分分 理して、留出分並び に^"に分離し、該留出分をガスタービン用燃料とし、 をボイラ,スチーム タービンシステムに するボイラ燃料とする発 TO燃料の!^方法を示すもの め
本発明の石炭の部分水性ガス化に関する発明はさらに以下のことも示す。
本発明は、石炭を部分水性ガス 理して、留出分並びに ¾ ^に分離し、該留 出分をガスタービン用燃料とし、 をボイラ燃料とする発 TO燃料の製造方法 を、 また、部分水性ガスィ 理が、直接加 ガスに水蒸気を添加して行われる ものであり、部分水性ガス化処理が、 さらに水素、炭化水素、ニ酸ィ 素または これらの混^/を添加して行われる製造方法を示すものである。
本発明は、又、留出分から、 ガス分又はガス及び油分を分離し、該ガス分又は ガス及び油分をガスタービン用燃料とする発電用燃料の^ it方法を、留出分と残 分の比率が、 ^比率で 3 0〜 4 5 %対 7 0〜 5 5 %である発電用燃料の ^^方 法を示すものである。
本発明の石炭の部 焼ガス化に関する発明はさらに以下のことも示す。
本発明は、石炭を部分燃焼ガス 理して、留出分並びに に分離し、 該留 出分をガスタービン用燃料とし、 ^^をボイラ燃料とする発 TO燃料の製造方法、 部 焼ガスィ!^理カ 石炭に、 ¾ 又は 、及び水蒸気を添加して行われる 発 燃料の!^方法、部分燃焼ガスィ 理が、 さらに、水素、炭 素、二酸 化炭素またはこれらの混^を添加して行われる発 ¾ffl燃料の製造方法、 さらに、 留出分から、 ガス分又はガス及び油分を分離し、該ガス分又はガス及び油分をガ スタービン用燃料とする発電用燃料の! ^方法、留出分と の比率が、 \S比 率で 3 0〜5 5 %対 7 0〜4 5 %である発 TO燃料の製造方法を示すものである。 本発明の重質油の部分熱分解に関する発明はさらに以下のことも示す。
すなわち本発明は、重質油を熱分解処理して、留出分並びに残分に分離し、該 留出分をガス夕一ビン用燃料とする発■燃料の! ^方法、重質油を熱分 理 して、留出分並びに に分離し、該^ ·をボイラ燃料とする発 sffl燃料の 方法、重質油を熱分^ 理して、留出分並びに に分離し、該留出分をガス夕 —ピン用燃料とし、 ¾9·をボイラ用燃料とする発 Sffl燃料の!^方法、重質油が、 A重油、 B重油、 C重油、常圧残渣油、 JE残渣油、 シェールオイル、オリノコ 超重質油、オリマルジヨン、 アスマルジョン、 ビチューメン又はこれらの混^! であり、熱分 理が、 クラッキング法、 ビスブレーキング法、 ディレイドコー キング法、 フルードコーキング法、 フレキシコーキング法、 コンタクトコーキン グ法又はユリ力法により行われ、 理が、 さらに、水蒸気、 ¾M、水素、 炭 < j素、二酸 素またはこれらの混^を添加して行われ、留出分と^^の 比率が、熱量比率で 2 0〜6 0%対 8 0〜4 0 %である発 燃料の! ^方法を 示すものである。
本発明の石炭と重質油の混^/の部 焼ガス化に関する発明はさらに以下の ことも示す。
すなわち本発明は、石^ ¾び重質油の混^/を部^;然焼ガス化処理して、留出 分並びに残分に分離し、該留出分をガスタービン用燃料とし、残分をボイラ燃料 とする発電用燃料の 方法、部^ M焼ガス化処理が、石^ ¾び重質油の混^/ に、 ¾ Xは «、及びフ 気を添加して行われる発電用燃料の ^方法、部分 燃焼ガス化処理が、 さらに水素、炭化水素、二酸ィ! ^素またはこれらの混^/を 添加して行われる発 ¾ffl燃料の!^方法、部分燃焼ガスィ 理する石炭:重質油 の MS比率が 5 : 9 5〜8 0 : 2 0である発電用燃料の 方法、 さらに、留出 分から、 ガス分又はガス及び油分を分離し、該ガス分又はガス及び油分をガス夕 一ビン用燃料とする発 TO燃料の!^方法、留出分と残分の比率力 &i -e
2 0〜6 0 %対 8 0〜4 0 %である発 ¾ffl燃料の!^方法を示すものである。 また本発明は、留出分 (D) から少なくともガス分 (V) と油分 (0) を分離 するための分離装置を設けた前 §2¾電装置を示すのである。
また本発明は、油分 (0) を精製留分 (C) と残渣 (R' ) に分離するための 分離装置を設けた前言 £¾電装置を示すのである。
本発明には、次のような利点がある。
ボイラ専 «料として石炭、重質油等及びこれらの混^/を原料にして、部分 処理することにより な全ての »を満たすガスタービン用燃料及びボイラ燃 料が発電、特に排気再燃を行う発電に適した燃料比率で得られる。 ボイラ専 « 料の^ *をボイラで焚 L、てスチームタ一ビンで発電する場合の熱効率約 3 8〜 4 0 %に比べて、本発明によれば腿率約 4 5〜4 7 %で発電することカ<でき、 こ の 力率は重質油の^ *ガスィ 電と同 の効率であってしかも^ *ガス化に 比較して燃料分解行程や燃料ガスの精 HD1程等の設備費が安く、 ガス夕一ピンを 使用しても腐食が起こらず、原料の豊富さ、安価さ、経碰、既存設備の利用、 熱効率カ镇いため排ガス量が少なく地 を 匕させにくい点で極めて有利で め 。
さらに、 ボイラにのみ利用できる安価な、利用度の低い、 もしくは処理の 性に迫られた各種ボイラ専焼燃料と、各種の入手の安易な、余剰に存在するもし くは公害原因物質の発生の少ないガスタ一ビン向燃料とを随時選択して使用する ことが可能となり、 さらに効率的な発電を行うこと力可能となり、部分処理設備 が不要なために小規腿資による発電能力の増加力《可能となる。
図面の簡単な説明
図 1は、本発明のプロセスフロー図である。
図 2は、本発明で、留出分をガス成分と液成分に分離する場合のプロセスフロ 一図である。
図 3は、本発明で、 油分を更に蒸留する場合のプロセスフロー図である。
図 4は、 ガス夕一ビン向燃料とボイラ専焼燃料による発 ¾¾·法を示すプロセス フロー図である。
図 5は、 ボイラ専 料と、 ボイラ専 料を部分処理して得たガスタービン 燃料とボイラ燃料を組み合わせて使用する発電方法を示すプロセスフロー図であ 0
図 6は、 ガス夕一ビン向燃料とボイラ専 «料と、 ボイラ専焼燃料を部分処理 して得たガスタ一ビン燃料とボイラ燃料を組み合わせて ^する発 ¾¾"法を示す プロセスフロー図である。
図 7は、 図 6で、留出分をガス成分と液成分に分離する場合のプロセスフロー 図である。
図 8は、 図 6で油分を更に蒸留する場合のプロセスフロー図である。
発明の実施の形態
本発明でガスタービン向燃料 (G* ) とは、 ガス夕一ビンに使用できる燃料で あり、可燃性の気体、可燃性の軽質液体 (常圧沸点が 5 0 0 °C (約 9 0 0 ° F) 以下の液体) をいい、具体的には、 メタン、 ェタン、 エチレン、 プロパン、 プロ ペン、 ブタン類、 ブテン類、へキサン類、ヘプタン類、 メタノール、エタノール、 ブロパノール、 ブタノール、 ジメチルェ一テル、 ジェチルエーテル、 L N G、 L P G、 ナフサ、 ガソリン、灯油、軽油、常圧沸点 5 0 0 °C以下の重質油分解 、 天然ガス、 ^1罾メタン、 ランドフィルガス、高炉ガス、 コ一クス炉ガス、 ガ ス、水素及び Z又は一酸ィ [^素を含む各種ブラント畐 IJ生ガス、石 ¾は重質油等 のガス化ガス、石炭乾留ガス、石炭水性ガス化ガス、石炭部分燃焼ガス、重質油 熱分^ M油又はガス、重質油酸化分 油又はガス、超重質油熱分解體油 又はガス、超重質油酸化分解 油又はガス、発酵ガス、及びこれらの混^^ が挙げられる。
水素及び Z又は一酸 ^素を含む各種ブラント副生ガスとしては、例えば、炭 化水素を酸化して得られる水素、又は、水素とー酸ィ [^素の混合ガス等の化学プ ラン卜からのガスが挙げられる。
本発明でボイラ専 i»料 (F) とは、 ガスタービンに使用できず、 ボイラに使 用できる燃料のことであり、可燃性の固体、可燃性の重質液体をいい、具体的に は、石炭、 チヤ一、 コークスヽ重油 (A重油、 B重油、 C重油) ヽ残渣油 (常圧 残渣油、減圧残渣油) 、 ピッチ、 ピチューメン、石油コークス、 カーボン、 ター ルサンド、 タールサンドから得られるサンドオイル、 オイルシェール、 オイルシ エールから得られるシ'エールオイル、 オリノコタール、オリノコタールの水懸濁 物であるオリマルジヨン、 アスファルト、 アスファルトの水懸濁物であるァスマ ルジョン、石炭一油混^/ (C OM) 、石炭一水混^! (CWM) 、石炭一メタ ノールスラリー、木、草、油脂、搾油滓等の天然物由来マス、廃プラスチック、 可燃ゴミ、及びこれらの混合物が挙げられる。
本発明では、部分処 ボイラ専焼燃料 (F) と部分処理せず B¾ボイラに供 給するボイラ専 j«料 (F' )が、同じであっても異なるものであってもよい。 例えば、部分処 Sfflボイラ専«料に重質油を^ fflし、 ボイラに 共給するボ イラ専 料に石炭を^ fflすることができる。 あるいは、部分処理可能なボイラ 専焼燃料を使用し、 ボイラに直樹共給するボイラ専焼燃料には部分処理が困難な 又は部分処理すると経済的に:^ IJになる燃料を^ fflすること力《できる。
なお、本発明ではボイラ及び廃熱回収ボイラなる用語カ^されるが、単にボ イラというときにはボイラ燃料を燃焼させるボイラ ·スチームタービンシステム のボイラを示し、廃熱回収ボイラの場合は廃熱回収ボイラという。
本発明でボイラ専 «料 (F) 又は (F' ) として用いられる石炭としては、 褐炭、黒褐炭、 瀝青炭、高度瀝青炭、 «青炭、半^^、 ^^等が挙げ られる。好ましくは揮発 有量が 2 0重量%以上 6 0 %以下のものであり、 さ らに好ましくは揮発^有量が 3 0重量%以上のものでありガス夕一ビンとボイ ラで する^ M比に見合う揮発分又は揮発分と熱分解^物からなる留出分を 生ずることのできるものであって、最も好ましくは、揮発^有量が 3 5 Sfi% 以上のものであって排気再燃を組み合わせるガスタービンとボイラで ffifflする熱 量比に見合う留出分を生ずることのできる fi®炭な L、し中質炭である。
揮発分の低 、石炭ほど炭化度が低 、ために利用価値が低 L、が、顾に埋鐘は 豊富で且つ価格は安いので、 これらを^ Iに利用して発電を行う方法を見いだす ことは重要な問題である力 本発明の方法は知られておらず、実際にもこのよう な発 ¾1¾備や実験設備は知られていない。
本発明でボイラ専∞料として用いられる重質油は、原油、従来の重質油、超 重質油及びビチューメン (サンドオイル) を含む。
原油は留出分及び重質分を含み、本発明では原油を部分分離処理又は部分分解 処理してガス夕一ビン燃料に舰すること力できるし、 ボイラ専誰料としてボ イラに供給すること力 きる。原油は、低硫黄原油でも、 黄原油でも删可 能であり、部分処理に先立って塩分含有量を予め 0. 5 p p mのような低濃度に 調節したりする必 はないし、留出分中の硫黄分に制限を設けるものではない。 ί¾¾の重質油としては、 Α重油、 B重油、 C重油、常圧残渣油、 ·¾ϊ残渣油、 シェールオイル、その他の重質油力く挙げられる。
超重質油としては、比重が 1 . 0以上 (6 0 /6 0 ° F ) で粘度が 1 0 0 0 0 c ρ (油層 下) 以下のものであり、 ォリノコ超重質油、 その水ェマルジョン であるオリマルジヨン、 あるいはアスファルト質、その水ェマルジヨンであるァ スマルジヨン等力 <挙げられる。
ビチューメンとしては、比重が 1 . 0以上 (6 0Z6 0° F ) で粘度が 1 0 0 0 0 c ρ (油層 ΐ¾下) 以上のものであり、 アサバス力ビチュ一メン、 コールド レークビチューメン等が挙げられる。
これらの重質油は、 であれば、部分処理を行う前に、水洗、 アルカリ洗、 酸洗、溶媒洗、吸着、 ^ , ノくィォ処理等によりナトリゥム、 力リゥム、 カルシ ゥム等の塩分、硫黄分、 その他の不純物の含有量を低下させて置くこともできる。 本発明で、 ボイラ専 »料に対する部分処理とは、部分分«理、部分分讓 理又はこれらの混合処理を言う。
部分分離処理とは、 ボイラ専羅料を化学的に 化させずに、加熱、 觀、 トッビング、 フラッシング、蒸留、抽出、傾瀉等の分離手段により、 ボイラ専焼 燃料から、 ^^する留出分と とを分離することである。
部分分解処理とは、 ボイラ専 料を化学的に 化させる処理であり、熱 分解、乾留、燃焼ガス化、水性ガス化、水素化、液化、 マイクロ波照 等により、 ボイラ専焼燃料から留出分と とを^^させることができる。 従って、部分分 解処理は、続いて留出分と残分との分 ^作が伴われ、 であればさらに留出 分からガス分や油分等を分離する操作、又は油分からさらに軽油分等を分離する 操作が伴われる。
本発明に置いて、留出分 (D) とはボイラ専 料から、部分分,理によつ て、又は部分分解処理とそれに続く分離処理によって、 ボイラ専焼燃料又は部分 分 ^理したボイラ専 料に含まれる を気体及び z又は液 i* 態で分離し たものをいう。 したがって、留出分には一 化して凝縮して液化したものも、 液体优態で発生して分離されたものも含まれる。
なお、重質油の部分処理の場合には、留出分とは大気圧下における沸点が 5 0
0。〇 (約9 0 0° F ) 以下の気体又は液体の成分をいう。
本発明において、 (R) とはボイラ専焼燃料又は部分分解処理したボイラ 専 i«料から上記留出分を分離した後の残りのものをいう。
以下、部分処理を部分分離処理と部分分^!;理に分けて説明する。
初めに、種々の部分分 M理について説明する。
本発明で用いられるトッビングは、原油を例に説明すると、原油を加熱して、 ストリツビングガスにスチーム、望素、二酸化炭素、 メタン含有ガスのようなィ ナートガスを して、 これを原油に吹き込んで揮 ¾ ^分を留出させる方法であ o
本発明で用いられる蒸留としては、原油を例に説明すると、原油を加熱して減 圧、常圧又は加圧下に揮発成分を留出させる方法、揮発 を単留出させる方法、 還流を加えて蒸留により精製留分に分離する方法、共沸剤を加えたり、抽出剤を 加えて特定の β ^を分離する蒸留法が挙げられる。
本発明で用いられる抽出では、油分の多いバイオマスを、必 であれば破砕し て、抽出剤を加え抽出物と抽出残に分離して、抽出物から抽出剤を分離して又は 抽出物をそのままガスタービン燃料に、抽出残である繊維質部分等をボイラ燃料 にすることカ<できる。
本発明で用いられるフラッシングでは、原油を例に説明すると、高温高圧で加 熱した原油を圧力の低 ^ヽ容器に導 Lヽて留出分と とに分離するときに使用する こと力 <できる。
本発明で用いられるデカンテ一シヨンは、オイルシェールを例にとると、 オイ ルシエールを加熱して、粘度の低下した油分のみを傾瀉により分離する方法であ Ό
なお、 これらの部分分^!!理は、部分分解に続いて留出分と残分を分離する場 合にも、留出分から精製留分を得る場合にも使用すること力 <できる。
次に、種々の部分分讓理について説明する。
本発明で用いられる熱分解処理を、重質油を例に説明すると、原料である重質 油を、 ガスタービン燃料に使用できる を含む留出分とボイラ燃料に使用でき る に少なくとも分離できる方法である。
したがって、本発明で用いられる熱分讓理の方法としては、単なる熱分解で もよいし、フ 気や水素を吹き込みながら熱分解してもよいし、触媒; j¾下にお 、て接触熱分解する方法でもよい。
熱分讓 法としては、例えば、留出分を得るためのクラッキング法、主と して ¾ ^の粘度を下げるビスブレーキング法、留出分とコ一クス分を得るための コーキング法があり、過酷度別に分類すると、 1 1 0 0 °C以上で高温熱分解する 方法、 9 8 0〜1 1 0 0°Cで熱分解する高温コーキング法、 8 7 0〜9 8 0°Cで 熱分解する中温熱分解法 (低 \Sガス力得られる) 、 7 0 0~ 8 7 0°Cで熱分解 する中 分解法 (高驢ガス力得られる) 、 4 8 0 ~ 7 0 0°Cで熱分解する低 温コ一キング法、 4 8 0〜5 4 0°Cで熱分解する低温熱分解法、 4 3 0〜4 8 0 °Cで熱分解するビスブレーキング法、 3 5 0〜4 8 0。Cで水蒸気を吹き込みなが ら熱分解するユリ力醇が挙げられる。
また、原料の重質油及びコーキング法の種類によって、得られる残分の性質が 異なる。 コーキング法の種類に関しては、ディレイドコーキング法ではァスファ ルチックなコ一クスが得られ、 フル一ドコ一キング法ゃフレキシコ一キング法ゃ コンタクトコ一キング法ではカーボイドコ一クスが得られる。
重質油をビスブレーキング法を用いて熱分解処理する^には、 コ一クスを生 成しないような穏和な熱分解力行われ、 の iS占度化及び低流動点化を計るこ と力できる。 ビスブレーキング法では、重質油を加 で分解して、あるいは更 に i¾であればソ一力一槽を経由させた後、留出分と残分に分離する。留出分を 急冷して分解を停止させて分離してもよい。
重質油をフル一ドコ一キング法ゃフレキシコーキング法を用いて熱分解処理す る ^には、 リアクタ一に重質油を供給し、 リアクター内で する加熱コーク ス上で熱分解され、留出分と^^ (コ一クス) に分離される。 フレキシコーキン グ法の^"には、加熱コークス上に付着した残分 (コークス) はヒータ一室に送 られ、 ガシファイア一から戻ってくるコ一クスとガスによりヒーター室中で加熱 された後リアクターにリサイクルされる。 ヒーター室に送られた加熱コークス上 に付着した (コ一クス) の"^はガシファイア一に送られ、 ^とスチーム でガス化され、 ヒータ一室に戻る。 ヒータ一室内のコ一クスは一部はコークスと して抜き出され、残りはリアクタ一にリサイクルされる。
フル一ドコ一キング法の場合には、加熱コ一クス上に付着した^" (コ一クス) はバーナー室に送られ、 ^を供給して加熱された後、 リアクターにリサイクル される。 バーナー室内のコ一クスは一部はコークスとして抜き出され、残りはリ アクターにリサイクルされる。
重質油をディレードコーキング法を用いて熱分讓理する場合には、重質油を 加熱して蒸留塔底部に供給し、留出分 (油蒸気) と (高沸点液) に分離し、 残分を加熱炉に供給し、加熱炉内では重質油を短時間加熱した後、 コークスドラ ムに送液して、 コークスドラム内で更に留出分と に分離され、 ¾θが加熱に より ^にコークスになる。留出分は上記蒸留塔に供給し、重質油とともに留出 分 (油蒸気) と (高沸点液) に分離される。
この方法では、 フルードコーキング法やフレキシコ一キング法に比較して、 ガ ス及びコ一クスの収率か萬い。
重質油をユリ力法を用いて熱分讓理する場合には、重質油を予熱して、蒸留 塔底部に供給し、留出分と残分 (高沸点液) とに分離する。 (高沸点液) は 加 において加熱され、軽度に分解されて反応 に供給される。 ¾ ^には下 部からフ m気が供給され、軽度に分解された残分を更に熱分解すると共に、 の混合、留出分の留出促進が行われる。所定時間後、反応物を冷却し、反応を停 止させる。
留出分はガス、油分及び凝縮水である。 ガス分は、必要により、硫ィ 素等の 硫黄化^/を除 L、てもよい。 油分は精留により分離して高沸点の油分は原料の重 質油に混合して系内を循環するようにしてもよい。 、停止後の は液状のピ ツチであり、系外に石油ピッチとして抜き出される。
; は複,意され、所定時間ごとに切り換えて使用する。 このため処 作は半回分式で行われる。
熱分解をプラスチック廃棄物を油に溶解しながら部分熱分解する場合を例にと ると、軽油のような油に、 ポリエチレン、 ポリプロピレンのようなポリオレフィ ンを 3 3 0〜3 5 0 °C、 2 0〜1 2 0分間加熱することにより分子量低下を生じ てながら溶解し、 ポリスチレンでは 2 5 0°C、 1 0〜6 0分間加熱することによ り主として解重合により分解し、溶解させる。 このようにして得られてプラスチ ック廃 »の分解溶解液を蒸留により留出分と ¾ ^に分離して、留出分をガスタ 一ビン燃料に麵し、 ¾ ^をボイラ燃料に^ fflすることができる。
接触熱分解では、原料として^ fflする重質油の種類、 Λ不純物の種類による が、 ¾tt白土、 シリカアルミナ、ゼォライト (特に、希土 ¾¾¾ゼォライト、超 安定 Y型ゼオライト) 、 C o— M o、 N i—M o、 F e等の分解触媒が使用でき 重質油を熱分驅理する条件は、原料となる重質油の種類、 目的とする 物 の種類、 それらの取得比率、上記の処理方法により異なる。重質油の処理温度は 上記のように過酷度別に 3 5 0〜 1 3 0 0。Cであり、圧力は常圧〜 1 0 0気圧で ある。従って、留出分を常圧から 1 0 程度の加圧で得ることができる。反 応時間は、 1 0時間以下である。
解処理のために、改質剤として、水素、ー酸ィ 素、ニ酸ィ [^素、炭ィは 素、 したガス成分の 、油分、 アルコ一ノレ等を原料に添加してもよい。 これらの方法は、 回分法、 ユリ力法のような半回分法、 ビスブレーキング法の ような連続法のいずれの操作方法によっても可能である。
本発明で用いられる乾留は、石炭を «の低減された忧態、好ましくは を 断って蒸し焼きにし、 留出分を水冷等により冷却して、 «しないガス成分と、 凝縮する液体 ^と、 デカンテーシヨンにより分離される液体成分と固体 と に化学的に繊する操作である。
乾留方法は、 レトノレトを使用する方法であつてもいわゆるコ一クス炉を麵す る方法であってもよい。石炭は乾留装置への供給、 の排出を考えて通常の大 きさのプロックまたは粉体で供給する。
乾留のための石炭の加熱は、単に乾留用の炉を外部から加熱してもよい力 好 ましくは、所定 の、例えば燃料を燃焼して得られた 4 0 0から 1 3 0 0。Cの、 加 ガスを送入して加熱し、加,ガスに同伴して揮発分を留出させる。
乾留は、 加熱'^が 8 0 0。C以下の低温乾留と、 それ以上で通常 1 0 0 0 °C付近で行われる高温乾留とがあり、本発明では両方法が^ fflできる力 好まし くは、低温乾留である。低温乾留では油分や燃料に されるチヤ一が多く得ら れ、高温乾留ではコークス炉ガスや高炉又は铸物用に使用されるコークスカ多く 得られる。 また、本発明で行う乾留は、 5 0 0 °C以下の熱分解炭イ^程のみでシ ンタリング過程を含まないでもよい。 この ^には、残分は、炭種によっては粉 末のままで得られたり、軟化溶融して塊となるが、 ボイラの形式により使い分け ることカできる。
本発明において乾留とは、上記低温乾留、高温乾留、熱分解炭ィ はこれらの 組み合わされたものをいう。
乾留における加熱時間は、 従来行われていた滞留時間力約 1分以上であつても、 急速熱分解のような 1 0 0 0 °Cの高温下に滞留時間が約 1分以下であつてもよい が、好ましくは、従来行われていた滞留時間が長く、低 で行う乾留方法であ o
乾留では、 ガス成分は炭種や S ^件によるが、一例を挙げると (特に断らな い限りガス では以下容量%で示す) 、水素 5 0 %、 メタン 3 0 %、ー酸ィ 素 8 %、 エチレン、 ベンゼン等の炭化水素 3 %等カ^力 であり、水分、窒素、 二酸ィ! ^素、 ¾s ^分として一酸化窒素、青酸、 ピリジン、硫化水素、 m 素、硫化カルボ二ル、 タール等を含んでいる。
乾留によるガス成分の発生量は、低温乾留又は熱分解炭化による^^には 1 0 0〜2 0 O Nm3/^石炭であり、高温乾留による^には 3 0 0〜4 0 O Nm3 Z t石炭であり、 それらのガスの発熱量は、低温乾留又は熱分解炭化によるガス では4 7 0 0〜5 4 0 0 ¾:じ a l ZNm3であり、高温乾留によるガスでは 6 2 0 0〜8 0 0 0 k c a Ι ΖΝπι3である。
油分は、乾留では主として軽油、 タール及びアルコール分である。油分は、 さ らに蒸留等により精製分離して^ fflしてもよい。 残渣はピッチであり、 ピッチに は 、バナジウム分等の無機物が濃縮されるので、蒸留精製すればさらに好ま しいガスタービン用燃料が得られる。 この^、残渣はボイラの燃料に混入する こと力できる。
アルコールの発生量は、 5 0~ 1 5 0リツトル Z t石炭である。
軽油及びタールの発^ は、低温乾留又は熱分解炭化による場合には 9 0〜1 8 0リツトル Z t石炭であり、高温乾留による場合には 4 0〜8 0リツトル Z t 灰 ¾>る
本発明で用いられる急 部分熱分解について説明すると、石炭を 1 0〜: L 0 0 0 0 0。CZ秒の加熱 ¾¾で 0. 1〜; L 0秒間加熱して、石炭を急速に部分熱分解 して、揮発分を 分とする留出分並びにチヤ一、 コ一クスを主 β ^とする に分離し、該留出分をガスタービン用燃料とし、 分をスチームタービンのボイ ラ燃料とする発 TO燃料の製造方法を開示するものである。
また、本発明は、上言己%ϋ部分熱分解により得られた留出分から得られるガス タービン燃料をガスタービンに して、 をボイラ燃料に使用して、 コンパ' インド'サイクル発電を行うことを開示する。
本発明で用 L、られる部 焼ガス化処理を石炭を例に説明すると、
本発明で用いられる部«焼ガス化処理としては、原料である石炭をガス夕一 ビン用燃料に使用できる成分を含む留出分とボイラ燃料に使用できる残分に分離 する。部分燃焼ガスィ 理としては、例えば、 固 炉、 -»床炉、気流床炉、 溶融層炉、移動床炉、 固定床—気流床組み合わせ炉、流動床—気流床組み合わせ 炉、気' 一溶 ,組み合わせ炉等を用いた方法が挙げられる。 石炭を部^焼ガスィ 理する条件はこれらの:^;により異なる力 さらに、 酸化のために ^を する力、 を^ fflするかによつて、得られたガス中の燃 料 の比率力変化する。発 M:の高い燃料を得るためには »の が好まし い。 さらに発■の高い燃料は、部分燃焼ガスィ 理して得られたガスから二酸 化炭素等を分離除去したり、 あるいは、転 応ゃ改質 を行って水素やメタ ンの 1»を増加することにより得られる。
石炭に対して添加する, (¾ を する^^には 中の 、水の重 量比率は、部 焼ガスィ t^a^法による力 石炭 1に対して酸素約 1. 5以下、 水 3以下であり、好ましくは、薩 0. 1〜1. 2であり、水 0. 1〜2. 0で あり、処理温度は、炉の温度で約 6 0 0〜1 6 0 0。Cであり、圧力は常圧〜 1 0 0瓶である。従って、留出分を常圧〜 1 0 0慨鍵の加圧で得ること力でき 添加する水蒸気の 比率が 3に近いほど一酸ィ! ^素から水素へのシフ ト ί£Γ、 が進行するために、留出分中の水素の比率が增すし、酸素、水が少ないほど乾留 に近くなり、 ガス成分力減少し、 ¾β¾分が増加する。
油分は部分燃焼ガスィ 理では、 ナフサ、 タール等であり、部 焼ガスィ!^ 理により生成したもの及び石炭の揮発分がそのまま留出したものである。
本発明で用 、られる部分水性ガス化処理を石炭を例に説明する。 部分水性ガス 化処理としては、例えば、固 ¾ ^炉、 ' δ床炉、気 炉、溶融層炉、移動床炉、 固定床一気流床組み合わせ炉、流動床—気流床組み合わせ炉、気流床—溶融層組 合わせ炉等を用 、た方法が挙げられる。
石炭を部分水性ガスィ 理する条件はこれらの¾¾;により異なるが、石炭に対 して添加する水蒸気の重量比率は、石炭 1に対して 3以下であり、好ましくは、 0. 1〜2であり、処理温度は炉の温度で 3 0 0〜1 6 0 0°Cであり、圧力は常 圧〜 1 Ο ΟΜΙίである。添加するフ Km気の 比率が 2に近いほど一酸化炭素力、 ら水素へのシフト反応が進行するために、留出分中の水素の比率力增すし、 0. 1に近づくほど乾留に近くなり、 ガス化分が減少する。
部分水性ガスィ 理のための石炭の加熱は、石炭にスチームを加えながら単に 部分水性ガス fb^理用の炉を外部から加熱してもよいが、好ましくは、所定 ί¾ の、例えば燃料を燃焼して得られた 400〜1800。Cの加■ガス (直接加熱 用ガス) にフ J ^気を添加して加熱し、 ガス及び揮発分を留出させる。
フ 気源としては、前記部分水性ガスイ^の種類により異なる力、水、 ドレ一 ン水、観スチーム、高圧スチーム等カ佣いられる。
加熱用ガスには、水蒸気の他に、水素、ー酸ィ 素、二酸 i ^素、炭化水素、 生成した水性ガスの"^、油分、 アルコ一ノレ等を添加してもよい。
部分水性ガスィヒでは、 ガス成分は、炭種、部分水性ガスィ 理の程度、処理条 件、炭種によるが、石炭に水蒸^ ¾び ^を吹き込んだ ^には、得られるガス は窒素、二酸 i ^素、一酸化炭素、 メタン、水素が 分であり、発 ifiは 10
00〜: L500kc a l ZNm3であるし、石炭にフ 気及ひ 素を吹き込んだ場 合には、得られるガスは一酸ィ! ^素、 メタン、水素、ニ酸ィ 素カ¾ ^であり、 発熱量は 2500〜4500kca l ZNm3である。留出分には上記ガス成分の 他に、通常、炭ィは素、 アンモニア等の窒素化^)、硫ィは素等の硫化物、 ター ル等カ含まれる。一例を挙げると 830。C、 70気圧で石炭の転化率 35 %の部 分水性ガスィ!^理では、水素 24%、 メタン 7%、ー酸ィ 素 7%、炭化水素 4 %等か«力 ^であり、水分、窒素、ニ酸ィ 素及びアンモニア等の窒素化 、 硫 ίは素等の硫化物、 タール等を含んでいる。
油分は、部分水性ガス化では、主として、 ナフサ、 タール等であり、部分水性 ガスィ 理により生成したもの及び石炭の揮発分がそのまま留出したものである。 本発明で用いられる部分水素ィ 理を、石炭のような固体のボイラ専焼燃料を 例に説明すると、部分水素ィ匕は^ 媒でも、金属触媒の存在下に行うこともでき る。纖媒では、得られる油を循環溶媒に删して、処理 ί¾、圧力は熱分解な いし乾留の とほぼ同じである力 必要な熱供給量は、水素化が発贩応であ るために、 わずかな量ですむ。
また、 C 0— ΜοΖアルミナ又は N i— Mo/アルミナあるいは鉄系又は亜船 系のような使い捨て触媒の存在下に、得られる油を循環溶媒に使用して、 400 〜500°C、 20〜200気圧で部分水素ィ!^理を行うこと力できる。
得られた留出物は、 メタン等の 炭ィ 素ガスに富み、■か高い。
本発明で用いられる部分液ィ 理を、石炭のような固体のボイラ専焼燃料を例 に説明すると、得られる油を循環溶媒に して、固体のボイラ専 i«料をその まま、又は微粉化して循環溶媒に分散させる。 無触媒又は部分水素ィ 理触媒と 同様の触媒を删して、 I G法、 ED S法、 D ow法、塩 b¾鉛触媒法、 B e r gbau— Fo r s chun g法、 S aa rb e rgwe rke法、 S R C法、 SRC— I I法、三井— SRC法、 C一 SRC法、 H— Coa 1法、溶媒抽出法、 超臨界ガス抽出法、 STC法、 ソルボリシス法、 CSZR法、 I GT— SRT法、 NED 0 L法等により液化が行われる。部分液ィ 理条件は、 300〜500°C、 20〜20 で行うことができる。
gffiではチャ一や重質油が多 ヽが、本発明ではこれらはボイラに できるの で、完全液ィ匕を行わなくてもよい。
本発明で用いられるマイク口波照 処理は、石炭のようなボイラ専 料を例 にすると、好ましくは、炭化水素の存在下に、部分分解し、留出分を水冷等によ り冷却して、 しないガス と、 する液ィ と、デカンテ一シヨンに より分離される液体^と固体^と ίこ繊する操作である。
マイク口波照射処 法は、 ^: の外部からマイク口波を照射する方法であ つても、反応器の内部で照射する方法であってもよい。 また、処理方法は回分法、 半回分法、 1^法のいずれの操 法によっても可能である。
マイク口波照 処理は、炭ィは素の存在下に行うことカ ましい。
炭ィは素は、炭素数 1〜20の飽和脂膽矣、不飽和脂膽矣、飽和脂環族、不飽 和脂環族、芳香方碳ィは素である。特に好ましくは炭化水素ガスであり、 メタン、 ェタン、 エチレン、 アセチレン、 プロパン、 プロピレン、 メチルアセチレン、 ブ タン、 ブテン、 ブタジエン、 ペンタン、 へキサン、ヘプタン、 ベンゼン、 トルェ ン、 キシレン、 シクロへキサンである。炭ィ kTK素ガスは液体の炭ィ bzK素を加熱し て生じたものでも、不¾¾ガスに同伴して生じたものでもよい。
炭 素の 下では、炭ィは素はマイクロ波によりプラズマ漏になり、 こ れカ石炭との^;が ί¾ されて、石炭のようなボイラ専匿料から効率よくガス 成分、滅分、及び残分を生ずる。
マイクロ- Μί処理は常温でも、加熱下でも行うこと力できる。加熱は、単に 反応 を外部から加熱してもよいが、好ましくは、所定 に加熱された炭 b7_K 素ガスを送入して加熱し、同伴して揮発分を留出させる。 加熱温度は 5 0 °C¾±、 好ましくは 1 0 0〜: L 0 0 0 °Cであり、更に好ましくは 6 0 0 °C以下である。 マイクロ波照 Jiでは、油分は主として軽油、 ターノレ及びアルコール分であり、 水素ゃメタン等の炭ィ b7素の 下に分解を行った には、炭ィ zK素ガスや軽 油等が増加する。
本発明で用いられる部分燃焼ガス化処理をボイラ専焼燃料が重質油と石炭の混 合物の部分燃焼ガスィ 理を例に説明すると、無触媒であっても、炭酸カリのよ うなアル力リ^ ィ匕^ ^の触媒、 N i触媒、 N i -ドロマイト灘、 N i—マ グネシァ触媒等の触媒の存在下で行われてもよい。
部分燃焼ガスィ bMffi^法としては、石炭の比率か Ί¾い^^には、例えば、 固定 床炉、流動床炉、気流床炉、溶融層炉、移動床炉、固定床—気流床組み合わせ炉、 流動床—気'赚組み合わせ炉、気'滅ー溶顯組み合わせ炉等を用いた方法が挙 げられ、重質油の比率カ い^^には、 E R Eフレキシコーキング法、宇部重質 油ガス化法、 シェルガス化法、テキサコ部分酸化法、 コ一クス熱媒体法 (KK法) に代わる石炭熱媒体 ¾ ^が挙げられる。
E R Eフレキシコ一キング法では、 リアクターに石炭及び重質油の混合物 (以 下原料と略称する) を供給し、 リアクタ一内で' ¾する加 炭ないしコ一クス 上で重質油が熱分解され、留出分と残分 (石炭ないしコークス) に分離される。 加^ 5炭ないしコークス上に付着した はヒーター室に送られ、 ガシファイア —から戻ってくるコークスとガスによりヒーター室中で 6 0 0〜6 5 0°Cに加熱 された後リアクターにリサイクルされる。 ヒーター室に送られた の一部はガ シファイア一に送られ、 ^とスチームで 9 2 5〜9 7 5 °Cでガス化され、 ヒー 夕一室に戻る。 ヒ一ター室内の は^ Pはボイラ燃料として抜き出され、残り はリアクタ一にリサイクルされる。
E R Eフレキシコーキング法の代わりに重質油の^^ 熱分解で される フル一ドコ一キング法の には、加熱コークス上に付着した残分はバーナー室 に送られ、 ^を供給して加熱された後、 リアクターにリサイクルされる。 バー ナー室内の は一部がボイラ燃料として抜き出され、残りはリアクターにリサ ィクルされる。 特に粘度の高い重質油に対しては、 コンボフレキシコ一力一 (Corambo Flexico ker) タイプの分解炉を翻すること力できる。
宇部重質油ガス化法では、原料は流動床分解炉に供給され、酸素により 5 0 0 〜9 0 0°Cで分解される。 スチームを »と共に供給して、重質油の分圧を下げ、 分解を ί¾ すると共に炉内'^ ^の i¾tに ί¾ΪΓΓてもよい。 5 0 0〜6 0 0 °Cで分 解すれば、 油分が増加するし、 8 0 0〜9 0 0 °Cで分解すれば、 ガス分が ί#¾す る。 ^"は、 »な油残渣にチヤ一が分散したものである。 は、 このままボ ィラ燃料に すること力できる。
床を形成させるためには、原料として加えた石炭のみによってもよく、 ま た球形耐火剤等を共存させても良い。
シェルガス化法では、原料は予熱された後、 ガスイ^に供給されて¾^又は酸 素を吹き込んで、約 1 5 0 0°C 大気圧〜 1 0 程度で、特に^を^ fflし た には 2 0 ME以下で、 を使用した場合には 3 以上で酸化され、 部分ガス化処理される。 ガスイ^から排出したガスは、原料として する重質 油で洗浄され、 カーボンや灰分の微粒子を除去した後、 ガスタービン用燃料とし て翻される。 カーボンや灰分の微粒子を含んだ重質油懸濁液は、水分を分離し た後、微粒化した石炭を加えてガス化炉用原料となる。 ガス ih^から排出したガ スは、留出分から蒸留等で分離されたナフサ分等を ^して洗浄して、水分との 分離が容易になるようにしている。
酸ィ匕法では、 6 0 %程度の窒素力や する力 2 omif、 l O O O k c a 1 /m3程度のガス力得られるので、 このままガスタービンに使用すること力でき テキサコ部分酸化法では、原料は水蒸気と混合して、約 3 8 0。Cに予熱され、 空 MXは酸素と共に^炉に供給され 1 2 0 0〜 1 5 0 0。 (、 2 0〜; L 5 0Mlf で される。 ¾ίδ炉から排出されたガスは水により急冷され同時に水素、二酸 化]^へのシフト反応が生じ、得られたガスはガスタービンに^される。水に 懸濁した炭素は油分または重質油により抽出されて、原料に混合される。
石炭熱媒体法では、原料が ¾ ^に供給され、蒸気が 底部から供給され て、 さらに、再熱塔で加熱された石炭ないしコ一クスを含む未分解物 (以下、単 に 解物という) カ^§にリサイクルされて、原料を主として熱分解する。 熱分解して生じた留出物は反応 頂部から排出され、 ガスタ一ビン用燃料に^ される。反応 上部から未分解物の一部が再熱塔下部に供給され、残りが と してボイラ燃料に使用される。再 には蒸気力 <底部から供給され、中間部から 空 MXは酸素が吹き込まれて、 解物を燃焼して加熱する。再熱塔上部から、 加熱された 解物の が^ ¾下部にリサイクルされる。再熱塔頂部からは 燃焼ガス力排出される。本方法では、部分酸化の他に、蒸気の吹込により水性ガ スィ b¾t、によるガス化も生じる。
部分燃焼ガスィ 理としては、特に、石炭の比率か い には、例えば、固 定床炉、流動床炉、気流床炉、溶融層炉、移動床炉、固定床—気流床組み合わせ 炉、流動床—気流床組み合わせ炉、気流床一溶融層組み合わせ炉等を用いた方法 が挙げられる。
特に、石炭の比率か い場合に删される上記の方法では、石厳び重質油の 混^;に対して添加する (^を^fflする^^には ¾ 中の ) 、水の重 量比率は、 部^焼ガス h^s ^法によるが、石^ &び重質油の混^ /1に対し て^ ^約 1. 0以下、水 3以下であり、好ましくは、酸素 0. 1〜0. 5であり、 水 0. 5〜2. 0であり、処理 は、炉の温度で約 3 0 0〜1 6 0 0°Cであり、 圧力は、常圧〜 1 0 0 EEである。従って、留出分を常圧から 1 0 0„ の 加圧で得ることができる。
水蒸気源としては、前記部: ¾然焼ガスイ^の種類により異なる力 水、 ドレ一 ン水、 ffiスチーム、高圧スチーム等が用いられる。水は、石炭と混合して、石 炭ノ水流体として部分燃焼ガスィ に送ることもできるし、同様に、重質油 Z水 流体として又は石炭及び重質油の混合物 Z水流体として部分燃焼ガスイ^に送る "とも さ ·© 0
添加する水蒸気の重量比率が 3に近いほど一酸ィ! ^素から水素へのシフト 力《進行するために、留出分中の水素の比率が增すし、酸素、水力 <少ないほど熱分 解に近くなり、 ガス^が減少し、液 が増加する。
¾ 又は酸素、及び水蒸気には、水素、ー酸ィ 素、ニ酸ィ 素、炭化水素、 生成したガス^の^^、油分、 アルコ一ノレ等を添加してもよい。 ガスィ!^理 ί¾は、好ましくは、 1 0 0 0。C以下、 より好ましくは、 6 0 0°C 以下である。
本発明では、留出分は一度気体又は気体と液体の混合物となる には、 固体 分の Λは少ないが、必 によりサイクロン、 フィルター、ストレーナ一等によ り除去すること力やできる。
本発明では部分処理- i¾は、好ましくは、 1 0 0 o。c以下、 より好ましくは、 6 0 0 °C以下、特に好ましくは 5 0 0 °C以下である。 5 0 0°C以下とすることに より、 N a、 K塩、 V化^!の ίΐλが少なくなり、 ガスタービン用燃料として好 ましい品質のものがそのまま又は蒸留等の簡単な分■作で得ることができる。 留出分 (D) はそのままガスタービン燃料 (Α) として i^fflすることもできる が、留出分を冷却して非凝縮性のガス分 (V) と »した- に分離したもの をガスタービン燃料 (A) として翻することカ<できる。
留出分 (D) には上記ガス分 (V) の他に、通常、アンモニア等の窒素化^!、 硫ィは素等の硫化物、分子量の高い炭ィは素、 タール等力含まれる ^^がある。 ガス分 (V) は、 する 油分又はその他の洗浄油により洗浄して精 製してもよいし、 また Μ^、脱硫装置により硫ィ k7j素を除去することができる。 fl½JS ^法として、 サイクロン、 フィルタ一を^ fflすれば、留出物又はガスを高 温、高圧の忧態でガスタ一ビン燃 に供給することができる。
^^は水分と油分 (0) であり、 により水分を分離して油分 (0) のみ をガスタービン燃料として利用することができる。水分には塩分等の無機物力濃 縮されるので、 ガスターピンを^する^には油分 (0) のみを利用すること が好ましい。 分離された水分は、 アルコールやカルボン酸、 タール酸等を含むの でボイラ燃料 (B) に' Λすることができる。 また、液^、水分もしくは油分 はストレーナー、 フィルタ一等により固形分を除去して棚すること力《できる。 油分 (0) は、主として、 ナフサ、灯油、軽油、 タール等であり、 ボイラ専焼 燃料 (F) から部分分鹏理により生成したもの及び Z又はボイラ専羅料 (F) 中の揮発分がそのまま留出したもの等である。
油分 (0) は、 さらに蒸留等により精製分離して翻してもよい。蒸留残渣に はナトリウム、 カリウム、 カルシウム等の塩分、塩分、 バナジウム分等の無機物 が- されるので、蒸留精製すればさらに好ましいガス夕一ビン用燃料 (G) 力 得られる。 この^^、残渣 (R' ) はボイラの燃料 (B ) に ίΜΛすること力でき
^> ο
本発明ではガスタービンは、 ガス分と を混合して燃焼させても、 ガス分 専焼ガスタービン、 専焼ガスタービンを別々に設けて、別々に燃焼させて もよい。特にボイラ 1基に対して、ガス専焼ガスタービン 1基以上、液専焼ガス タービンを 1基以上持つことが好ましい。
ガスタービン出口排ガスの圧力は大気圧でも加圧でもよい。排ガスの圧力を大 気圧にすることにより、高温、高圧の燃焼ガスのエネルギーを有効に禾 I厢するこ とか可能となり、 ガスタービン排ガスをボイラに加えて排気再燃を行う場合に、 該ボイラカ大 で P¾する従来のタイプのものを^ fflして、残存する熱、圧力 及び髓を據に利用すること力 <できる。
ガスタービン用燃料 (G) 中の不純物は、例えば、ナトリウムとカリウム^ 有量 0. 5重量 p p m以下及びバナジウム:^有量 0. 5重量 p p m以下であり、 カルシウム分も硬い析出物を生じるので 0. 5重量 p p m以下が好ましく、 扮 は腐食を生じ更に腐食防止のためのマグネシゥム添加物の効果を低下させるため に 0. 5重量 p p m以下であること力《好ましい。
本発明により、 ボイラ専焼燃料を部分処理して、 このような好ましいガスター ピン燃料を得ること力 <できる。
石^ ¾び 油の混^を部 ¾然焼ガスィ 理する場合には、 石^ ¾ び重質油の種類、混合比率、部分燃焼ガスィ 理の程度、処理条件によって異な るが、 Meな油残渣にチヤ一ないしコ一クスカ分散した忧態で得られたり、全体 がコークス忧態で得られたりするが、 これらはボイラの形式により使い分けるこ と力できる。
は、石炭の場合には、低温乾留による場合はチヤ一であり、高温乾留によ る にはコークスであり、熱分解炭化による i¾にはシンタリングが起こって いないのでほぼ石炭の开狱を保ったものであり、本発明では熱分解炭ィ! ^分と I、 ラ 0
炭種による影響が大きいが、低温乾留によるチヤ一の発^ Sは、高温乾留によ るコークスの^ Sよりも多く、熱分解炭化の場合には の発^ ftは更に多く 8 OOkgZt石炭 H¾に達することがある。
マイクロ波照射による場合には、残分は分解炭ィ (^またはチヤ一であり、発 生量は大きく、 5000〜6500k c a l,kgである。
部分水性ガス itMSXは部 焼ガスィ 理による場合には、 は炭種、部 分水性ガスィ 理の^ ¾、処 件によっては粉末のままで得られたり、軟化溶 融して塊となったり、 コ一クスないしチヤ一で得られる。
^^には灰分が濃縮され、各種塩分、 バナジウム分等のターピンブレード腐食 成分が^¾される。
重質油の部分処理では ¾θは粘度の高い油、乾固物、 コークス等である。
重質油と石炭の混^/では上記石炭、重質油の の混^!である。
ブラスチック廃棄物では残分は分解残固体、粘度の高 、油等である。
本発明では を燃焼させるボイラは、 ^^を大 ΙΪで燃焼させることも、加 圧下に燃焼させることもできる。従って、輻射伝熱面と対流伝熱面を持つ の ボイラを使用した発 SI¾備を利用して、設備を大幅に改造することなく、本発明 を容易に且つ経済的に行うことができる。
本発明ではボイラのチューブ表面の が 600。C程度と低温であるので前述 のアル力リ金属やアル力リ土類金属の塩分や V分があっても删可能であり、 こ れらの不純物が^Sされた残分を燃焼できること力体発明の特徴でもある。
ガスタービンで使用される M¾スチームタ一ビンで される^ *の比率は、 フル稼働時では 20~60%対 80〜40%、好ましくは、 30〜55%対 70 〜45%、更に好ましくは、 35〜50%対 65~50%である。
したがって、 ガスタービン燃料 (A)対ボイラ燃料 (B) の熱量比率は、上記 熱量比率に合うことが要求される。
ボイラ専靈料 (F)を部分処理して得られる留出分 (D) と (R) のみ を麵して発電を行う には留出分 (又は油分あるいは精製油分)対残分の熱 量比率が上記範囲になるように、又は、 ガスターピン向燃料 (G' ) とボイラ専 焼燃料 (F* ) に、 ボイラ専 料を部分処理して得られる留出分 (D) と^^ (R) を組み合わせて棚する には、組合わせ後のガスターピン燃料 (A) とボイラ燃料 (B) の 比率力上記範囲になるように調節される。
ガスタ一ビン燃料の比率が上位範囲より低すぎる ^には発載力率があまり增 加しないし、 ガス夕―ビン燃料の比率を上記範囲より大きくするには完全ガス化 又は過酷な処理が必要であり、設備や処理費用の点で経済的でなくなる。
さらに、上記のガスタービン燃料とボイラ燃料の比率では、 ガスタービンの燃 焼排ガスをボイラに供給して を燃焼させること力できるので、 ガスタービン 燃腳ガス中の腿と残碰素か に禾 IJ用できるので、排気再燃コンバインド サイクノレ発電を行うことにより慰力率を向上させること^できる。
くわえて、 ボイラ専 j»料を 5 0 0 °C以下で部分処理することにより、留出分 から得られるガスタービン用燃料 (G) あるいはガス夕一ビン向燃料 (G' ) を 混合したガスタービン燃料 (A) 中の N aと K分の合計を 0. 5 p p m以下、 V 分を 0. 5 p p m以下にすること力可能となり、長時間 した場合にタービン ブレード等の腐食が少ないガスタービン燃料を容易に得ることができる。
また、 ガスタービン向燃料とボイラ専 j»料の比率は、通^^に上記使用辯慮 比率に合うようにしながらも、環境に影響の少ない燃料、低コス卜の燃料又は余 剰の燃料等各種の燃料を、状況に合わせて^ fflすること力できる。
従って、本発明により発電を行えば、 ® が不要になる季節には余剰の灯油を 使用して、 メタンガス力 IJ生する には、副生ガスをガスタービン向燃料に使 用して、廃プラスチックのようなボイラ専 料の処理力 であればこれをボ ィラ燃料に して又はこれを部分処理してガスタービン用燃料とボイラ燃料を 製造して発電することにより、資源遺、 コスト、環境に応じて最適に発電を行う ことカ<できる。
上記のボイラ専焼燃料の部分処理による発電を、 ,な熱ロスを省略して理論 的に簡略に説明すると以下のようになる。
例えば、 1 0 0 M c a 1 (メガカロリー) の発 のボイラ専 料を部分処 理して 4 5 M c a 1の留出分と 5 5 M c a 1の ¾ ^とに分離する。 4 5 M c a 1 の留出分は、 その 1ノ3 ( 1 5 M c a 1 ) 力電力に纖され、残り 3 OM c a 1 はガス夕一ビン燃焼排ガスとなる。 この燃^^ガスの温度は 4 5 0 ~ 7 0 0 で あり^ ¾を 1 0〜1 5容量%含んでいる。 この燃腳ガス (3 O M c a 1 ) をボ イラに供給して 55Mc a 1の を燃焼するとその熱量の 90% (76. 5M c a 1) がスチームに難され、残り 10% (8. 5Mc a 1) がボイラ廃ガス 等として失われる。発生したスチーム (76. 5Mc a 1) により、スチームタ —ビンにより発電すると慰力率 46%で 35. 2Mc a 1力電力に纖される。 すなわち、 1 OOMc a 1のボイラ専焼燃料の熱量のうち 50. 2Mc a lが電 力に される。
一方、従来のように単にボイラに供給して発電する場合には、 1 OOMc a 1 のボイラ専 料を燃焼してその 90% (9 OMc a 1 ) カスチームに変換され、 スチームタービンにより発電すると熱効率 48%で 43 Mc a 1力電力に さ れる。 すなわち、 1 OOMc a 1の石炭の^ Μのうち 41. 4Mc a 1 しか に されない。
すなわち、本発明によれば、 ボイラ専匪料を部分処理することにより、留出 分と に分離して、適切な品質を有するガスタービン燃料対ボイラ燃料を上記 熱量比率に合うように得ることか可能であり、且つ、経済的に、容易に燃料の製 造とコンバインド ·サイクル発電を行うことが可能である。
上記の関係をより代表的なボイラ専焼燃料を用いて実際に近 Lヽ形で説明する。 揮発分が 30重量%の石炭 (HHV»6200k c a 1/k g) を単にボイ ラにより燃焼してスチームを発生して蒸気タービンにより 1000MWの発電を 行う場合には、石炭 8536 日が必要であり送電端効率は 39% (HHV基 準) である。
これに対して本発明で発電を行う場合には、同上の石炭 7398 日を 45 0 °Cで乾留して揮発分に見合うガスタービン用燃料 2005 tノ日を得るので、 これを^してガスタービン発電により 269 MWの発電を行うこと;^可能であ る。 ガスタービンの燃焼】非ガスは 580°C 酸素を 13容量%含有するので、 ガ スタービンの燃 ^^ガスをボイラに供給して残分を燃焼することか 能であり、 蒸気タービンにより Ί 31MWの発電を行うこと力河能である。 すなわち、 同じ 石炭 7398 日で 1000MWの発電を行うこと力可能となり、送電端効率 は 45 %に増加すること力できる。
特に石炭としては、低品位の褐炭等揮発分が多く、石炭の全熱量に対する留出 分の が 2 0 %以上 6 0 %以下のものが、好ましくは 3 0 %以上のもの力 最 も好ましくは、 3 5〜5 0 %のものが^ ¾に利用できることカ《判った。主として 揮発分を留出分として取り出すことは石炭の完全ガス化等に比較してより簡単な 手段で、 しかも原料を酸化しないので元の を保ち、 しかも低 ί¾で処理すれ ば、 N a、 K、 V等の不純物も少ない皿が得られる。
また、重質油 (H HVS^9 8 0 0 k c a 1 /k g) を単にボイラにより燃 J¾ してスチームを ¾ ^して蒸気ターピンにより 1 0 0 0 MWの発電を行う場合には、 重質油 5 2 6 5 t /日が であり、送 効率は 4 0 % (HHVS^) である。 これに対して本発明で発電を行う場合には、 同上の重質油 4 4 8 1 t /日を 4 8 0。Cでビスブレーキング法により熱分解して簡易トツビングにより、 ガスター ビン用燃料 1 8 2 4 日を得るので、 これを ^してガスタービン発電により 3 1 2 MWの発電を行うこと力可能である。 ガスタービンの燃焼排ガスは 5 8 0 °C、 を 1 3容量%含有するので、 ガス夕一ビンの燃 ガスをボイラに供給 して を燃焼すること力可能であり、蒸気タービンにより 6 8 8 MWの発電を 行うこと力可能である。 すなわち、同じ重質油 4 4 8 1 t 日で 1 0 0 0 MWの 発電を行うこと力河能となり、送 効率を 4 7 %に増加することができる。 特に重質油としては、幅広い原燃料が細可能であり、 熱分解により容易に取 り出せる分を留出分として取り出すことは重質油の完全ガス化等に比較してより 簡単な手段で、 しかも原料を酸化しないので元の^ Mを保ち、 しかも低温度で処 理すれば、 N a、 K、 V等の不純物も少ない燃料力得られる。
石炭と他のボイラ専 料との混合物、重質油と他のボイラ専 料との混合 物、特に石炭と重質油の混合物についても上記のこと力 するし、 また、通常 の燃料比率と異なり、例えば灯油余剰時期に留出分比率を低下させ、灯油をガス タービン向燃料として補助的に する^^にも、逆に^^比率を低下させる場 合にも上記のことカ¾5¾する。
また本発明は、石油精製ブラント、製鉄プラント、化学プラント等のように、 ガスタービン向燃料とボイラ専 料が同一場所で得られる設備に併設して、各 プラントから供給されるガスタービン向燃料とボイラ専 料を^ fflして、前述 のコンバインドサイクル発電を、好ましくは排気再燃コンバインドサイクル発電 を行うこと力できる。
石油精製ブラントでは、原油あるいはその他の各種原燃料を受け入れて、 ブラ ン卜から水素、 L P G、石油化学用ナフサ、航空ガソリン、 自動車ガソリン、 ジ エツ卜燃料、灯油、 ディーゼル軽油等のガスタービン向燃料を供給することがで きる。 また、 A、 B、 C重油や E残渣油、 ァスファノレト、石油コ一クス ·ビッ チ等をボイラ専繊料として供給することカできる。
これらの自給されるガスタービン向燃料とボイラ専焼燃料を前記 比率にな るように使用することにより、部分処理装置を設けることなくコンバインドサイ クル発電を、好ましくは排気再燃コンバインドサイクル発電を行うことができる。 同様に、製鉄プラントでは一酸化炭素、水素等を含むブラストフアーネス (高 炉) ガス又はコ一クス^ it時の水素、 メタン、一酸ィ! ^素に富むコ一クオ一ブン (コークス炉) ガスが得られ、 これをガスターピン向燃料に^ fflして、製鉄ブラ ン卜から得られる炭素系残渣、製鉄に するコ一クス、 その原料である石炭、 鉄鉱石加熱用の天然ガス、重質油、微粉炭等をボイラ専誰料に删して、 それ らの 比率か ΙϋΙ己^ S比率になるように^ fflすることにより、部分処理装置を 設けることなくコンノ 、インドサイクル発電を、好ましくは排気再燃コンバインド サイクル発電を行うことができる。
また、同様に、化学プラントでは、 L N G、 ブタン、 ナフサ、重油、石炭等の 少なくとも 1種類以上の原燃料を受け入れて、化学ブラントにおいて合成^等 が行われ、水素、一酸 i ^素、 メタン、 ェタン、 エチレン、 プロパン、プロビレ ン、 スタックガスその他可燃性ガス及び又は常圧沸点が 5 0 0°C以下の液体がガ ス夕一ビン向燃料としてプラントから供給される。一方、 プラントから排出され るタール分や欠陥製品、 あるいは化学プラントの原燃料としての重油、石炭等を ボイラ専焼燃料に使用することができるので、 それらの^ ¾比率か前記熱量 になるように^することにより、部分処理装置を設けることなくコンバインド サイクル発電を、好ましくは排気再燃コンバインドサイクル発電を行うことがで きる。
化学プラントとしては、 ナフサクラッキングを行うォレフィン Z芳香族製品製 造ブラント、各種ポリオレフィン、 ポリスチレン、 ポリ塩化ビニール等の '翻樹 脂製造ブラント、 ポリエステル、 ナイロン、 ポリウレタン、 ポリアクリロニトリ ル、 ポリ酢酸ビニルヽ リポリアセ夕一ル等のその他の樹脂製造プラント、 アンモ ニァ、尿素、硫安、硝'安、 メラミン、 アクリロニトリル、 メタノール、 ホルマリ ン、 ァセトアルデヒド、酢酸、酢酸ビニル、 ペンタエリスリ トル、 エタノール、 プロパノール、 ブタノ一ル、 ォクタノール、 エチレンォキサイド、 プロピレンォ キサイド、 グリセリン、 フエノール、 ビスフヱノール、 ァニリン、 ジフヱニルメ 夕ンジイソシァネート、 トルィレンジイソシァネート、 アセトン、 メチルイソブ チルケトン、無水マレイン酸、ァクリノレ酸、 ポリアクリル酸、 メタァクリル酸、 ポリメタァクリノレ酸、 ァクリルァミ ド、等の低分子量化学品ブラント等が挙げら 各種ブラントは、石油精製、石油化学、製鉄所、製鋼所、食品加工、火力発電 所等か 、くつか組合わさってコンビナートをなして L、てもよい。
さらに、本発明は炭坑に併設して石炭と^ jgガスを、 それぞれボイラ専 料、 ガスタ一ビン向燃料に^ fflして、 それらの \fi比率ヵ 記■比率になるように 使用することにより、部分処理装置を設けることなくコンバインドサイクル発電 を、好ましくは排気再燃コンバインドサイクル発電を行うことカできる。
また、本発明は、汚泥、鶏糞、 ^ X程からでるおから等から発酵により 発生するメタンとその 残渣を して、 それぞれガスタービン向燃料、 ボイ ラ専 料に^ fflして、 それらの^ *比率カ 記 比率になるように使用する ことにより、部分処理装置を設けることなくコンバインドサイクル発電を、好ま しくは排気再燃コンバインドサイクル発電を行うことができる。
このように、石油精製プラント、製鉄プラント、化学プラン卜等に併設して各 ブラン卜から発生するガスタービン向燃料とボイラ専焼燃料を使用して該プラン 卜と同一場所 (事業所内) において発電を行うことにより、効率よく発電を行う こと力河能となり、各プラン卜の自消用電力に加えて壳電力としても利用するこ とカできるので、電力会社のピーク時の電力不足を補うことカできる。
以下、本発明を図によって説明する。 図では主要部のみ示し、 ポンプ、 熱 器、 サイクロン、 ストレーナ一、 フィルター、貯槽、固 ί«送手段、加熱用ガス 発生設備等の装置及び付属装置や排煙脱硝、脱硫、顯酸等の付帯設備は省略し た。
次に図 1の中で、 ボイラ専焼燃料の部分分解処理方法に関する部分を各処理方 法ごとに説明する。
A) 乾留
図 1において、石炭 1が、好ましくは予め乾燥されて、部分分 理手段 (こ こでは乾留装置、特に低温乾留装置の^^について説明する) 2に供給され、別 途燃料を燃焼して発生した加 ガス 1 5により所定の に加熱される。加熱 用ガス 1 5に同伴して留出分 3が得られる。部分分讓理手段 2の底部から (ここではチヤ一) 4力排出される。
B ) マイクロ波照射
図 1において、石炭 1が、好ましくは予め乾燥されて、部分分^ 理手段 (こ こではマイクロ波照射処理装置) 2に供給され、加麵ガス 1 5の代りに、炭化 水素ガス 1 5 ' とともに所定の i¾¾で部分分解処理され、留出分 3が得られる。 部分分 理手段 2の底部から^ ^ 4力排出される。
C) 部分水性ガス化
図 1において、石炭 1が、水分が測定された後、部分分 理手段 (ここでは 部分水性ガスィ 理手段のうち、特に固定床ガスィ匕炉の場合について説明する) 2に供給され、加熱用ガス 1 5の代わりに、別途燃料を燃焼して発生した加删 ガス 1 5 " に、所定量の水蒸気が添加され、所定の' 、圧力、 時間で部分 水性ガス化処理され、 部分水性ガス化処理手段 2の頂部から留出分 3力得られ、 低部からは^" 4が排出される。
D) 石炭の部 焼ガス化
部分燃焼ガスィ !!;理では、乾留の場合に比べて下記の点が異なる。
図 1において、石炭 1が、部分分解処理手段 (ここでは気'∞ガス炉の^^に ついて説明する) 2に供給され、加熱用ガス 1 5の代わりに、所定量の空気 (又 は,) 1 7とフ 気 1 8が添加され、所定の ' 、圧力、 時間で部 焼 ガスィ!^理され、部分分,理手段 2の頂部からは留出分 3力 <得られ、底部から は 4力 <排出される。
Ε ) 石炭及び重質油の混合物の部分燃焼ガス化 図 1において、石^ ¾び重質油の混^ I I (別々に供給してもよい) 力 部分 燃焼ガス化処理手段 (ここでは気 ガスイ^の^^について説明する) 2に供 給され、加麵ガス 1 5の代りに、所定量の空気 (又は藤) 1 7と 気 1 8 が添加され、所定の ί¾δ、圧力、 ίΚ時間で部 焼ガスィ 理され、部分燃焼 ガスィ 理手段 2の頂部からは留出分 3力 <得られ、底部からは残分 4力排出され
0 ο
F ) 熱分解
図 1において、部分分解用ボイラ専誰料 (ここでは重質油) 1が熱分讓理 手段 (ここではビスブレーキング法について説明する) 2に供給され、所定の温 度、圧力、 ¾:、時間で熱分解処理され、熱分解処理手段 2の頂部からは留出分 3 が得られ、底部からは 4力排出される。 なお、重質油の熱分解では、必ずし も加熱用ガス 1 5を吹き込む必要はない。
図 1にお 、て、上記のように各種部分処理により得られた留出分 3はガスタ一 ビン (ガスタービンの本体 2 1、 ¾ 圧縮機 2 2ヽ燃焼室 2 3からなる) の燃焼 室 2 3に供給され、圧縮 (麵富化 でもよい) 2 5と混合し、燃焼され て、高温高圧の馬隨用燃焼ガス 2 7を発生し、 隨用燃焼ガス 2 7によりガスタ 一ビンを駆動し、 ガスタービンの軸に取り付けられたガスタ一ビン用発電機 2 4 により発電する。
一方、残分 4はボイラ 3 1に供給されて、空気 3 5を供給して燃焼され、 スチ —厶 3 2を発生する。 スチーム 3 2はスチームタービン 3 3に供給され、 スチ一 ムタ一ビンの軸に取り付けられたスチームタービン用発 3 4により発電する。 スチームタービン 3 3には復水器 3 7力 <設けられ、負圧の t態でスチームを させ、 スチームタービン排気を衝 させて、 メイクアップ水と共にボイラ給水 3 8としてボイラ 3 1へリサイクノレする。
上記において、 ガスタービンから排出された高温のガスタービン排ガス 2 8は、 排ガス供給手段によりボイラ 3 1に供給することができる。 ガスタービン排ガス 2 8に,を 1 0〜1 5容量%残し、 この,により、 4をボイラ 3 1で燃 焼 (即ち排気再燃) させる方法は、新たに ¾ 3 5 (通常大気温度) を送り込む 必要がなく且つ排ガスの熱を禾 ij用できるために、 コンバインド ·サイクル発電の 熱効率を高めることができるし、排ガス処理も経済的になるので好ましい。 もちろん、残分を燃焼させるためにガスタービン排ガス 2 8に ¾ 3 5を混合 することもできる。
ガスタービン排ガス 2 8は、他の廃熱回収ボイラに供給してスチーム発生等に より熱回収してもよいし、廃熱回収ボイラ排出ガスをボイラに供給して、排出ガ ス中の残余の熱と、 1 0~ 1 5容量%の残 素により、残分 4をボイラ 3 1で 排気再燃することもできる。
排ガス供給手段は、 ガスタービン排ガスをボイラに供給する配管 (ダクト) か らなり、必要により弁、 計、 '^S計、 計等を備えていてもよい。 図 1の中で、 ボイラ専焼燃料の部分分離処理方法に関する部分は部分分解処理 に続く各分瞧 ¾¾·法と類似であり、加熱、減圧、 トッビング、 フラッシング、 蒸留、抽出、傾瀉又はこれらの混合処理が用いられる。
図 2に示すように、留出分 3は熱交換器 1 6により冷却されて、 ガス成分と液 成分に分離し、 ガス洗浄塔 5により洗浄されて、 ガス成分 6と液 7に分離す ることがでさる o ガス洗浄塔 5の洗浄液には液 7を して、 ガス洗浄塔 5 の頂部に供給して気 ¾M触させること力できる。 ガス成分 6はガス 圧縮機 2 6により燃 2 3へ供給される。
ある Lヽは、 ガス洗浄塔 5の 7を冷却してガス洗浄塔 5の頂部に供給して もよい。
: 7はそのままガスタービン用燃料にしてもよい力、分液槽 8により水層 1 0を分離して油分 9のみをガスタービン用燃料にしてもよい。水層 1 0はボイ ラ 3 1の燃料として加えることができる。
図 3に示すように、油分 9はさらに精製手段 (例えば蒸留) により精製しても よい。 油分 9は蒸留塔 1 1に供給され精製留分 1 2と残渣 1 3に分離される。精 製留分 1 2はガスタービン用燃料として燃 3に供給され、残渣 1 3はボイ ラ 3 1の燃料として加えること力できる。
このように精 |¾¾理することにより、 ガスタービンを した^^にも塩分、 バナジウム分による腐食が防止され、 ガスタ一ビンの寿命を長くすることカでき 以下に、 ガスタービン向燃料 1 0 1及びボイラ専 料 1 0 2を^ fflする^^ について図を用いて説明する。
図 4において、石油精製ブラント、製鉄ブラント、ィ匕学ブラント等 (図では省 略してある) に併設してガスタービン向燃料 1 0 1がガスタービン (ガス夕一ビ ンの本体 2 1、 ¾Μ圧縮器 2 2、燃焼室 2 3からなる) の燃 2 3に供給され、 圧縮 ¾ (麵富化 ¾Mでもよい) 2 5と混合され、燃焼されて、高温高圧の駆 動用燃焼ガス 2 7を発生し、 ΙΜί¾用燃焼ガス 2 7によりガスタービンを駆動し、 ガスタ一ビンの軸に取り付けられたガスタ一ビン用発電機 2 4により発電する。 ガスタ一ビンから排出されたガス夕一ビン排ガス 2 8は、 ボイラ 3 1に供給され ο
一方、 ブラント等から発生したボイラ専 料 1 0 2はボイラ 3 1に供給され て、 5により燃焼され、 スチーム 3 2を発生する。 スチーム 3 2はスチー ムタービン 3 3に供給され、 スチームタービンの軸に取り付けられたスチーム夕 一ビン用発 3 4により発電する。 スチームタービンには^ Κ器 3 7が設けら れ、負圧の t態でスチームを凝縮させ、 スチームタービン排気を i jさせて、 メ イクアツプ水と共にボイラ給水 3 8としてボイラ 3 1へリサイクノレする。
上記において、 ガスタービンから排出された高温のガスタービン排ガス 2 8は、 高温のままボイラ 3 1に供給される力 ガスタービン排ガス 2 8に酸素を 1 0〜 1 5容量%残し、 この により、 ボイラ専焼燃料 1 0 2をボイラ 3 1で燃焼さ せる方法(即ち排気再燃方法) は、新たに空気 3 5 (通常大気温度) を送り込む 必要がなく且つ高温であるために、 コンバインド ·サイクル発電の誦率を高め ること力できるし、排ガス処理も経済的になるので好ましい。
もちろん、 ボイラ専 料 1 0 2を燃焼させるためにガスタービン排ガス 2 8 に^ 3 5を加えることもできる。
ガスターピン排ガス 2 8は、他の廃熱回収ボイラに供給してスチーム発生等に より熱回収してもよいし、廃熱回収ボイラ排出ガスをボイラに供給して、排出ガ ス中の の熱と、 1 0〜1 5容量%の残存酸素により、 ボイラ専 料 1 0 2 をボイラ 3 1で燃焼させる方法 (即ち排気再燃方法) により処理することもでき o このように、特にボイラ専«料を部分処理する設備を新たに設けることなく、 ブラントから するガスタービン向燃料 1 0 1及びボイラ専焼燃料 1 0 2に利 用して、効率よく発電を行うことカできる。
図 5は、 ボイラ専 料 1 0 2並びに、 ボイラ専 «料 1を部分処理して得ら れるガスタービン燃料とボイラ燃料を使用するプロセスの例である。
図において、部分処 TOボイラ専焼燃料 1力 部分処理手段 (ここでは石炭の 気流床ガスィ匕炉の場合について説明する) 2に供給され、所定量の空気 (又は酸 素) 1 7とフ 気 1 8力添加され、所定の ί¾、圧力、 、時間で部分燃焼ガス 化処理され、部 焼ガス化処理手段2の頂部からは留出分3が得られ、底部か らは 4カ排出される。
留出分 3はガスタービン燃料として、 そのままガスタービンの燃 2 3に供 給され、圧縮^ 2 5と混合され、燃焼されて、高温高圧の尊隱用燃焼ガス 2 7 を発生し、専 Ε¾用燃焼ガス 2 7によりガスタービンを駆動し、 ガスタービンの軸 に取り付けられたガスタ一ビン用発電機 2 4により発電する。 ガスタービンから 排出されたガスタービン排ガス 2 8は、 ボイラ 3 1に供給される。
一方、残分 4はボイラ燃料として、 ボイラ専匿料 1 0 2と共にボイラ 3 1に 供給されて、 ^ S 5を供給して燃焼され、 スチーム 3 2を発生する。 スチーム 3 2はスチームタービン 3 3に供給され、スチームタービンの軸に取り付けられ たスチームタービン用発 4により発電する。 スチーム夕一ビンには il7j器 3 7力《設けられ、負圧の' 態でスチームを させて、 スチームタービン排気を 復水させて、 メイクアツプ水と共にボイラ給水 3 8としてボイラ 3 1へリサイク ルする。
上記において、 ガスタービンから排出された高温のガスタービン排ガス 2 8は、 ボイラ 3 1に供給され、排気再燃に使用することができる。排気再燃方法により、 コンバインド 'サイクル発電の^ ¾率を高めること力できるし、排ガス処理も経 済的になるので好まい、。 もちろん、 ボイラ専 i»料 1 0 2と残分 4を燃焼させ るためにガスタービン排ガス 2 8に空気 3 5を加えることもできる。
ガスタービン排ガス 2 8は、他の廃熱回収ボイラに供給してスチーム発生等に より熱回収してもよいし、廃熱回収ボイラ排出ガスをスチームボイラに供給して、 排気ガス中の の熱と、 1 0 ~ 1 5容量%の残存 «により、 ボイラ専 «料 1 0 2と残分 4をボイラ 3 1で排気再燃することもできる。
図 6は、 ボイラ専 料と、 ボイラ専 «料を部分処理して得られるガスター ビン燃料とボイラ燃料に加えてガスタービン向燃料も使用するプロセスの例であ る 0
図 6において、部分処 TOボイラ専 料 1力、部分処理手段 (ここでは石炭 の乾留の場合について説明する) 2に供給され、所定量の ¾m (又は 1 7 と 気 1 8力添加され、所定の 、圧力、 時間で部^^焼ガス化処理さ れ、部分燃焼ガス化処理手段 2の頂部からは留出分 3が得られ、底部からは 4力排出される。
留出分 3はガスタービン向燃料 1 0 1と共に、 ガス夕一ビンの燃^ 2 3に供 給され、圧縮^ 2 5と混合され、燃焼させて、高温高圧の専隱用燃焼ガス 2 7 を発生し、屠隨用燃焼ガス 2 7によりガスタービンを駆動し、 ガスタービンの軸 に取り付けられたガスタービン用発電機 2 4により発電する。 ガスタービンから 排出されたガスタービン排ガス 2 8は、 ボイラ 3 1に供給される。
この方法により、例えば石炭のような安価な燃料を部分処理してガスタービン 燃料とボイラ燃料を し、処分の迫られた重質油を部分処理しないボイラ専焼 燃料 1 0 2として利用し、灯油のように季節的に余剰になるガスタービン向燃料 とを選択して することにより、各 料の組み合わせ カ可能となり、 さ らに、部分処理手段の能力を増強して電力需要の^ 1¾に対処するよりも小規模の 投資により発電能力の増加力河能となる。
図 7は、 図 6における留出分をさらにガス成分と 分に分離する^のプロ セスフ口一図である。
図 7に示すように、留出分 3は熱交換器 1 6により冷却されて、 ガス成分と液 成分に分離し、 ガス洗浄塔 5により洗净されて、 ガス成分 6と液 7に分離す ること力 τ、きる。 ガス洗净塔 5の洗浄液には液 7を して、 ガス洗浄塔 5 の頂部に供給して気 触させることができる。 ガス成分 6はガス 圧縮機 2 6により燃 2 3へ供給される。
あるいは、 ガス洗浄塔 5の 7を冷却してガス洗浄塔 5の頂部に供給して もよい。
はそのままガスタービン燃料にしてもよいが、分液槽 8により水層 1 0を分離して油分 9のみをガス夕一ビン燃料にすること力 <できる。水層 1 0はボ イラ 3 1の燃料として加えることカ<できる。
この方法により留出分中の水分が分離除去されるので、 ガスタービン燃料に水 分力入らずガスターピンの燃醒の容量を小さくすること力できる。 その他、 ナ トリゥム、 力リゥムのような塩分やバナジウム等の無機物のガスターピン燃料中 への- λ力少なくなり、 ガスタービンにとつて好まし L、燃料が得られる。
図 8に示すように、油分 9はさらに精製手段 (例えば蒸留) により精製しても よい。油分 9は蒸留塔 1 1に供給され精製留分 1 2と残渣 1 3に分離される。精 製留分 1 2はガスタービン燃料として燃 2 3に供給され、残渣 1 3はボイラ 3 1の燃料として加えること力できる。
このように精製処理することにより、塩分、 バナジウム分 力低下するので これらによる腐食が十分防止され、 ガスタ―ビンの寿命をさらに長くすること力 できる。
また、製造された留出分と^を本コンバィンド ·サイクル発電に するほ かに、適宜、 その一部を外部の他の燃料、合成原料等に することも本発明の 基本的考えに含まれるものである。
このように本発明では、燃料はコンバインド ·サイクル発電で されて最大 の効果があるものであるから、本発明による発 ¾ ^備は、 ボイラ専 «料又はガ スタービン向燃料が得られる場所に併設して設けられること力 <好ましく、例えば、 石炭、石油又は天然ガス採掘場所、石油精製工場等、製鉄工場、発酵処理場、廃 棄物燃 ML理場、各種化学ブラント等で行うこともできる。
難例
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定され るものではない。
第 1に石炭の乾留処理について各種実施例を説明する。
(雄例 A - 1 )
図 1に示す装置を して、下記の した石炭 1 O O O k g/h rを、約 1 ooo°cで高温乾留し、留出分とコークスを得る。
原料炭 (乾燥後)
水分: 2重量%
揮発分: so a.%
固定炭素: 51重量%
灰分: 17重量%
発鱸: 5780 kca \/kg
コークス
^5ft: 550k g/h r
揮発分: 2重量%
固定炭素: 67重量%
灰分: 31重量%
発鱸 : 6300kca l/k
ガス敝
^ M 355NmVh r
発 : 5050 k c a 1 /Nm3
油分
«*: 57kg/hr
発鱸: 9100kca l/kg
上記の留出分 (ガス 及び油分) をガスタービンに供給して燃焼する。 ガス タービン排ガスは、約 580°Cであり、酸素を約 14容量%含んでいる。 ガス夕 —ピン排ガスをボイラに供給して上記の (コークス) を燃焼すること力でき る。 この結果、発電効率は 45%に向上する。
これに対して、上記石炭を単にボイラで燃焼させ、スチームを ¾tさせてスチ —ムタービンにより発電させる場含には発 ¾¾¾率は 39%である。
(纖例 A— 2)
図 2に示す装置を翻して、下記の!^した石炭 1 OOOkg/hrを、 60 (TCで低温乾留し、留出分と、 チヤ一を得る。 留出分は、 ^^により冷却洗浄 し、分液槽により水層を分離して、 ガス と油分を得る。
ガス β ^と油分は、 ガスターピン用燃料とし、 コ一クスと留出分中の分離した 水層はボイラ燃料とする。
原料炭 (乾燥後)
水分: 4重量%
揮発分: 31重量%
固定炭素: 50重量%
灰分: 15重量%
発鱸: 6430kc a l/kg
チヤ一
&(M 669 k g/h r
揮発分: 1 i A.%
固定炭素: 65重量%
灰分: 24重量%
発鱸 : 6200kc a l /kg
ガス
^ Λ.: 18 ONmVh r
発腿: 7100 k c a 1 /Nm3
油分
^M: 110k g/h r
発鱸: 9100 k c a lZkg
上記のガス β¾分をガス燃焼用ガスタービンに供給し、 油分を油燃焼用ガスタ― ビンに供給して発電し、 ガスタービン排ガスは、 580°Cであり、 ^^を 13容 量%含んでいるので、廃熱回収ボイラに供給して上記を発生させた後、廃熱回収 ボイラ排ガスによりチヤ一をボイラに供給して発電すること力できる。
この結果、 コンバインド ·サイクル発電の熱効率は 46%である。
(難例 A— 3)
図 2に示す装置を して、 ^例 A— 2の石炭を原料として、 450°Cで熱 分解炭化し、留出分と、 ^^を得る。 留出分は、 により冷却洗浄して、分 液槽により水層を分離して、 ガス と油分を得る。
ガス と油分は、 ガスタービン用燃料とし、 と分離した水層はボイラ燃 料として、 ^を供給して燃焼する。 ガス 、 中の硫黄分は 0. 52重 量%であり、 Na分、 K分、バナジウム分はそれぞれ 0. 5重量 ppmであるの で、 これをガスタービンに してもタービンブレード等の腐食は起こらない。
(纖例 A— 4)
図 3に示す装置を して、 «例 A— 1の石炭を原料として、 450。Cで熱 分解炭化し、留出分と、 を得る。 留出分は、 により冷却洗浄して、分 液槽により水層を分離して、 ガス と油分を得る。 油分は' 蒸留して精製留 分と残渣ピッチに分離する。
ガス ^と精製留分は、 ガスターピン用燃料とし、残分と分離した水層と残渣 ピッチはボイラ燃料として、 ¾mを供給して燃焼する。 ガス f^、 中の硫 黄分は 0. 95重量%、塩分、バナジウム分はそれぞれ 0. 1重量 ppmであり、 これをガスタービンに^しても長時間タービンブレード等の腐食は起こらない。
(難例 A - 5)
下記の乾燥した石炭 1. 000 kgをフラスコに入れて外部より加熱して、 内 温 500°Cで乾留し、 留出分とチヤ一を得た。
原料 WAN B0炭 C後)
水分: 3· 5重量%
揮発分: 33重量%
固識素: 53. 1重量%
灰分: 10. 4重量%
総発驢: 7100kca 1/kg (真発熱量 6840kca 1/kg) チヤ一
^¾*: 0. 80kg
揮発分: 16重量% 固腺素: 66重量%
灰分: 13重量%
総発髓: 6825 kca 1/kg
留出分
^KS: 0. 20kg
総発鱸: 820 Ok c a 1/kg
留出分の Na、 K、 V分はいずれも 0. SmgZkg以下であった。
留出分対残分の熱量比は約 20対 80であった。
これらの留出分はガスタービンに、 チヤ一はボイラに供給してコンバインド. サイクル発電を行うこと力できる。
し力、しなカら、留出量を抑えて留出分対 の^ *比を 10対 90で取り出し たならば、 コンバインド ·サイクル発電を行ったとしても発載力率の増加は低く、 燃料の部分処理設備を設けるメリットカ少ない。
(纖例 A - 6)
^例 A— 5と同様にして、石炭 1. 000 kgをフラスコに入れて外部より 加熱して、 内温 800 で乾留し、留出分とコークスを得た。
コークス
^fi: 0. 69kg
揮発分: 2. 6重量%
固定炭素: 77重量%
灰分: 16重量%
発鱸: 6650kca l/kg
留出分
«S: 0. 31 kg
発 : 8100kca l/kg
留出分:残分の熱量比率は 35: 65であった。
留出分中の Na、 K、 V分はそれぞれ 0. 51113 ^ 3、 2mg/kg 0. SmgZkg以下であつたが、 これを留出分を常圧で蒸留したものでは、 Na、 K、 V分はそれぞれ 0. 5mg,kg以下であった。
上記 例から判るように、主として石炭の揮発分に相当する量の留出分を、 コンバインド ·サイクル発電を有利に行うためのガスタービン用燃料として得る ことは非常に容易であった。
また、留出分:残分の量を^ *比率が 60: 40を超過するほど留出分を it¾ させるには非常に過酷な条件が必 になるとともに、 ガスタービン排ガス中の酸 素量が、排気再燃に必 な量よりも余分となり、排 員失が増加する。 纖例 Α - 7)
図 1に示す装置を^し、下記の乾燥した石炭 100, 000kg/h rを、 500°Cで低温乾留し、留出分とチヤ一を得る。
留出分は、 ガスタービン用燃料とし、 チヤ一はボイラ燃料とする。
原料炭:高島炭 (無水 »)
揮発分: 44 A%
固 素: 50重量%
灰分: 6Sg%
発 7900kca l/kg
チヤ一
^*: 61, 600kg/h r
揮発分:
固定炭素: 67重量%
灰分: 31籠%
発腿 : 7054kca l/kg
ガス成分
^Xfi: 35, 5 OONmVh r
発鱸: 5050kca 1 /Nm3
油分
^β(Μ: 19, 400k g/h r
発 fi : 9100kc a l/k 上記の留出分 (ガス 及び油分) と ¾Μ1 , 075, 000 mVh rをガス タービンに供給して燃焼し、 129MWZh rで発電できる。 ガスタービン排ガ スは、 58 (TCであり、酸素を 13容量%含んでいる。 ガスタービン排ガスをボ イラに供給して上言己の 分 (チヤ一) を燃焼し、 スチームタービンにより 285 MWZh rで発電することができる。 即ち、発電の^?力率は 45%に向上する。 これに対して、上記石炭を部分処理せず単にボイラで 1, 075, 000 m h rにより燃焼させ、 スチームを発生させてスチームタービンにより発電さ せる場合には発電の熱効率は 39%である。
本発明では、 ガスタービンに上記空気の^ fi 1 , 075, 000 m h rを加 えてもよいし、 ボイラ燃焼に必 な分の^を分割して、 ボイラに加えることも できる。
第 2に、石炭のマイク口波照射処理について各種 包例により説明する。 (雄例 B-1)
図 1に示す装置を して (但し炭ィ 7素ガスは供給しない) 、下記の石炭を 原料として、 した石炭 lOOOkgZhrを、 300°Cでマイクロ波照射処 理し、留出分 SSOkgZh rとチヤ一 430 kgZh rを得る。
原料炭
水分: 29重量%
揮発分: 31重量%
固定炭素: 35重量%
灰分: 5重量%
発 : 4530kca l/kg
チヤ一
揮発分: 11重量%
固定炭素: 77重量%
灰分: 11重量%
発鱸: 6000 k c a 1/k g
留出分 発 : 6 9 6 0 k c a 1 /Nm3
留出分は、 ガスタービン用燃料とし、 チヤ一はボイラ燃料としてコンバインド •サイクル発電を行うことカできる。 灘例 B - 2 )
メタンガスを共存させた他は、纖例 B— 1と同様に行い、留出分と残分を得
O
留出分は、 ガスターピン用燃料とし、 チヤ一はボイラ燃料とする。 ガスタービ ン排ガスは、 5 8 0。Cであり、 を 1 3容量%含んでいる。 このガスタービン 排ガスによりチヤ一を燃焼する。 この結果、 コンバインド'サイクル発電の誦 率は 4 6 %に達する。
石炭を単にボイラで燃焼してスチームタービンにより発電するのに比べて熱効 率か い。
これらは ½例八シリーズと同様に、留出分を、 コンバインド ·サイクル発電 を有利に行うためのガスタービン用燃料として得ることは非常に容易である。 また、留出分を抑えて留出分対^"の^ M比を 1 0対 9 0で取り出したならば、 コンバィンド ·サイクル発電を行ったとしても発 率の増加は低く、燃料の部 分処理設備を設けるメッリ卜力少ない。
さらに、 留出分: の量を^ M比率が 6 0 : 4 0を,するほど留出分を増 加させるには非常に過酷な条件が必 になるとともに、 ガスタービン排ガス中の 酸^ *が、排気再燃に'避な量よりも余分となり、排気 f鉄が増加する。
第 3に、石炭の部分水性ガスィ 理について各種^ ½例により説明する。 賺例 C— 1 )
図 1に示す装置を して、下記の石炭 1 O O O k g Zh rを、 '»床ガス化 炉により約 8 3 0。Cでフ威気 Z石炭 = 0. 3 (重量比) で部分水性ガス化処理し、 留出分と残分を得る。
留出分は、 fl¾a、脱硫し、高温、高圧のままガスタービン用燃料とし、 ¾ ^は ボイラ燃料とする。 原料炭
水分: 29S¾%
揮発分: 3 im %
固銀素: 35重量%
灰分: 5龍%
発鱸 : 4530kca l/kg
残分
MM: 300kg/h r
揮発分: 3S*%
固定炭素: 80重量%
灰分: 17重量%
発鱸: 5500kc a l/k
留出分:ガス成分、 油分及び水
ガス成分
632Nm3/h r
発 : 2500 k c a 1 ZNm3
油分
200k g/hr
発鱸 : 6500kca l/k
& (M: 500k g/hr
上記の留出分 (ガス^及び油分) をガスタービンに供給して燃焼する。 ガス ターピン排ガスは、 580。Cであり、隨を 13容量%含んでいる。 ガスタービ ン排ガスをボイラに供給して上記の残分を燃焼する。
この結果、発 率は約 45%に向上する。
これに対して、上言 E¾炭を単にボイラで燃 させ、スチームを発生させてスチ —ムタービンにより発電させる i ^には発 ®¾率は約 39 %である。
(実例 C一 2) 図 2に示す装置を して、 例 C一 1と同様にして部分水性ガス化処理し、 留出分と、 ^^を得る。留出分は■、脱硫後、 により冷却洗浄し、分液 槽により水層を分離して、 ガス と油分を得る。油分中の N a分、 分、 V分 はそれぞれ 0. 5 p p m程度である。
ガス と油分は、 ガス夕一ビン用燃料とし、 と留出分中の分離した水層 はボイラ燃料に される。
(難例 C一 3 )
図 3に示す装置を して、 例 C一 1と同様にして部分水性ガス化処理し、 留出分と、 を得る。留出分は匪、脱硫後、 « ^により冷却洗浄し、分液 槽により水層を分離して、 ガス成分と油分を得る。油分は 蒸留して精製留分 と残渣ピッチに分離する。
ガス と精製留分は、 ガスタービン用燃料とし、残分と分離した水槽と残渣 ピッチはボイラ燃料として、 ¾ を供給して燃焼する。 ガス 、 ^^中の硫 黄分は 0. 5 2重量%であり、 ナトリウム及びカリウム分、バナジウム分はそれ ぞれ 0. I p p mであり、 ガスタービンに删してもタービンブレード等の 腐食は起こらない。
(鎌例 C— 4)
図 3に示す装置を して、 包例 C—1と同様にして部分水性ガス化処理し、 留出分と、 を得る。留出分は、 そのまま液 により冷却洗浄して、分液槽 により水層を分離して、 ガス と油分を得る。 油分は' iffi蒸留して精製留分と 残澄に分離する。
ガス と精製留分は、 ガスタービン用燃料とし、残分と分離した水層と残渣 はボイラ燃料として、 ¾ を供給して燃焼する。 ガス成分、 ¾β¾分中の硫黄分は 0. 9 5重量%、 ナトリゥム及び力リゥム分、 バナジウム分はそれぞれ 0. 1重 量 p p mであり、 ガスタービンに翻してもタービンブレード等の腐食は起こら ない。 (纖例 C-5)
^例 C一 1で得られた留出分をガスタービンに供給して燃焼し、 ¾ ^はボイ ラに供給する。 また、 ガス夕一ビン排ガスは、 580°Cであり、廃熱回収ボイラ により熱を回収する。 これにより、単にボイラで石炭を燃焼させてスチームを発 生させるのに比べ熱効率が向上する。
(難例 C一 6)
m C— 2で得られた留出分をガスタービンに供給して燃焼し、 ガスタービ ン排ガスはボイラに供給する。 ガスタービン排ガスは、 580°Cであり、 を 13容量%含んでいる。 このガスにより を燃焼する。 この結果、 コンバイン ド ·サイクノレ発電の,率は 46%に達する。
これらは^例 Aシリーズと同様に、留出分を、 コンバインド'サイクノレ発電 を有利に行うためのガス夕一ビン用燃料として得ることは容易である。
また、留出量を抑えて留出分対^^の ¾S比を 10対 90で取り出したならば、 コンバインド 'サイクル発電を行ったとしても発¾¾率の増加は低く、燃料の部 分処理設備を設けるメリットカ <少ない。
さらに、留出分: ^"の量を燃料比率が 60: 40を するほど留出分を增 加させるには非常に過酷な条件が必 になるとともに、 ガスタービン排ガス中の 酸龍が、排気再燃に必 な量よりも余分となり、排気 ί鉄が増加する。
第 4に、石炭の部分燃料ガスィ 理について各種 Hi例により説明する。
(纖例 D - 1)
図 1に示す装置を使用して、下記の石炭 1 OOOkgZh r、高圧蒸気 500k g/h r、 3 Okg/h rを気^ガス に供給し、約 1100。C、 4
0 Sで部彌焼ガスィ 理し、留出分と を得る。
原料炭
水分: 25重量%
揮発分: 30重量% 腿鮮)
固 素: 51重量% (乾燥郷) 灰分: 17重量% 腿基準)
発腿: 5780 k c a 1/kg 難繊
残分
400k g/h r
揮発分: i a%
固定炭素: 43重量%
灰分: 56重量%
5000 k c a 1/kg
留出分:ガス成分、 油分及び水
ガス
652NmVh r
発鱸: 2600 k c a 1 / m3
油分
^M: 80kg/h r
発^ *: 8000 k c a l/kg
Figure imgf000056_0001
留出分は、 fl½S、脱硫し、高温、高圧のままガスタービン用燃料とし、 は ボイラ燃料としてコンバインド ·サイクル発電を行うことができる。
(纖例 D - 2)
図 2に示す装置を して、 例 D— 1と同様にして部分燃焼ガス化処理し、 留出分と、 ¾ ^を得る。留出分は■、脱硫後、 により冷却洗浄し、分液 槽により水層を分離して、 ガス と油分を得る。
ガス成分と油分は、 ガスタービン用燃料とし、 分と留出分中の分離した水層 はボイラ燃料とする。
得られた留出分をガスタ一ビンに供給して燃焼し、 ガスタービン排ガスはボイ ラに供給する。 ガスタービン排ガスは、 580°Cであり、 «を 13容量%含ん でいる。 このガスにより を燃焼する。 この結果、 コンバインド'サイクノレ発 電の^力率は 4 6 %に達する。 また、 ガスタービンに使用してもタービンブレー ド等の腐食は起こらない。 謹例 D - 3 )
図 3に示す装置を して、 ^例 D— 1と同様にして部 焼ガス化処理し、 留出分と、 ¾ ^を得る。留出分は,、脱硫後、 により冷却洗浄し、分液 槽により水層を分離して、 ガス と油分を得る。油分は 蒸留して精製留分 と残渣ピッチに分離する。
ガス^と精製留分は、 ガスタービン用燃料とし、残分と分離した水層と残渣 ピッチはボイラ燃料として、 を供給して燃焼する。 ガス 、 ^中の硫 黄分は 0. 6重量%であり、 ナトリウム及びカリウム分、 バナジウム分はそれそ れ 0. 5重量 p p mであり、 間ガスタービンに使用してもタービンブレード 等の腐食は起こらない。 纖例 D - 5 )
^例 D - 1で得られた留出分をガスタービンに供給して燃焼し、 ^^はボイ ラに供給する。 ガス夕一ビン排ガスは、 5 8 0。Cであり、廃熱回収ボイラにより スチームを発生させ、 スチームタービンにより発電すること力できる。
これらは^例 Aシリーズと同様に、留出分を、 コンバインド'サイクノレ発電 を有利に行うためのガスタービン用燃料として得ることは非常に容易である。 また、留出量を抑えて留出分対^^の^ ¾比を 1 0対 9 0で取り出したならば、 コンバインド 'サイクル発電を行ったとしても発 ®¾率の増加は低く、燃料の部 分処理設備を設けるメリットカ少ない。
さらに、留出分: の量を 比率が 6 0 : 4 0を ®ί§するほど留出分を增 加させるには非常に過酷な条件が必 になるとともに、 ガスタービン排ガス中の 酸 «が、排気再燃に な量よりも余分となり、排気損 が増加する。
第 5に、重質油の熱分解処理について各種実施例により説明する。 E - i ) [ビスブレーキング法] 下記の重質油 1000k g/h rを、加 ff に加^^に供給し、 480°Cで熱 分^!;理し、急冷油を加えて副 it、を停止した後、蒸留塔底部に供給して、 留出 分と ¾^を得る。
原料重質油:イラニアンライト(Iranian Light) 残渣油
JtM: 1. 01 (15/4°C)
粘度: 100, O OO c S t (50°C)
硫黄分: 3. 6重量%
残分
665k gノ h r
比重: 1. 03 (15/4°0
粘度; 45, OO O c S t (50°C)
硫黄分: 3. 9重量%
350 °C以上高沸点 有率 : 78. 5重量%
発 9000k c a l/kg
留出分:ガス 及び油分
ガス成分
^MM 35 kg/h r
発 : 10400k c a 1 Nm3
油分
: 300k g/h r
発鱸: l OOO Ok c a 1/k g
得られた留出分をガスタ一ピンに供給して燃焼し、 ガスタービン排ガスはボイ ラに供給する。 ガスターピン排ガスには、 580。Cであり、酸素を 13容量%含 んでいる。 このガスにより残分を燃焼する。 この結果、 コンバインド 'サイクル 発電の∞率は 46%に逢する。重質油を単にボイラに供給してスチームタ一ビ ンにより発電した場合には発電の,率は約 40%であるのに比較して、本発明 によれば発電の漏率が大幅に向上する。
E-2) [フルードコーキング法] 下記の重質油 lOOOkgZhrを、 リアクターに供給し、 500°Cで熱分解 処理して、留出分と に分離する。 リアクターの底部から抜き出された は さらにバ一ナ一室に供給し空気を吹き込んで加熱する。 バ一ナ一室の中間部から はコークスの"" ^を抜き出す。残りのコークスをバーナ一室の底部からリアクタ 一に循環する。
原料重質油 : 566。C以上減圧残渣油
コンドラソン残留炭素: 26. 5重量%
J M: 1. 05 (15/4°C)
パ、ナジゥム分: 890重量 p pm
硫黄分: 3. 6重量%
残分
コ一クス^ *: 260k g/ r
硫黄分: 5重量%
発 : 6000kca l/k
留出分:ガス im及び油分
リアクターガス 扮
^SM: 130k g/h r
発 : 10400kca l /Nm3
油分 (ナフサ及び軽油)
^M: 540 k g/h r
発鱸: lOOOOkc a 1/h r
留出分は、 ガス分の全部と油分の一部はガスタービン用燃料とし、油分の残り と はボイラ燃料とする。
(纖例 E— 3) [ディレイドコーキング法]
下記の重質油 1000k g/h rを、蒸留塔底部に供給し、留出分と残分 (高 沸点液) に分離する。蒸留塔底部から抜き出された は、 さらに、 コークス分 力 しない^^に加 で 470°Cで熱分解処理されて、 コークスドラムに供 給され、 コークスドラム中で、留出分と (コークス) に分離される。 留出分 はさらにガス分と油分に分離される。
原料重質油: ミナス (Minas) ff残渣油
残留炭素: 10. 9重量%
比重: 0. 939 (15/4°C)
硫黄分: 0. 16重量%
残分
コークス^ *: 191 k g/h r
硫黄分: 0. 4重量%
発鱸: 6000 k c a l kg
留出分:ガス成分及び油分
ガス輸
70k g/h r (水素: 10、 メタン: 36、 ェタン及びエチレン 1 8、プロパン及びプロピレン 21、 ブタン及びブテン 15各モル%)
発 : 10400k c a l /Nm3
油分 (ナフサ及び軽油)
^¾S: 739 k g/h r
発 : l OOO Ok c a 1/kg
留出分は、 ガス分の全部と油分の一部はガスタービン用燃料とし、油分の残り と はボイラ燃料とする。
(難例 E— 4) [ユリ力法]
下記の重質油 1000k g/h rを、蒸留塔底部に供給し、留出分と残分 (高 沸点液) に分離する。 蒸留塔底部から抜き出された は、 さらに、 コークス分 が^^しない に加^^で 400°Cで熱分解処理されて、 器に供給され、 スチームを吹き込みながら、更に 2時間熱分解処理される。 器からの留出分 は上記蒸留塔に加えられ、留出分と残分に分離される。 冷却後、 の底部か らはピッチを排出し、 ピッチはフレーク状に切断されボイラ燃料とする。 留出分 はさらにガス分と凝縮水と油分に分解され、更に油分は軽質油分と重質油分に分 離されガス分と 油分はガスタービン用燃料とし、重質油分とピッチはボイラ 燃料とする。
原料重質油 : 500。C以上減圧残渣油
残留炭素: 20重量%
比重: 1. 017 (15/4°C)
ノ《ナジゥム分: 200重量 p pm
硫黄分: 3. 9重量%
残分
ピッチ生腿 : 290 k g/h r
バナジウム分: 690重量 p pm
硫黄分: 5. 7重量%
発 9000kca l kg
留出分:ガス成分、凝縮水及び油分
ガス
: 90kg/h r (硫黄分 13重量%)
発鱸 : 10400kca l /Nm3
油分 C油分及び重質油分)
霞油分^ M : 220k g/h r
発 : lOOOOkca lZkg
重質油分 M¾ : 400k g/ r
発鱸 : 9000kca l/kg
留出分は、 ガス分の全部と 油分はガスターピン用に供給して発電し、 重質 油分と ¾ ^のピッチはボイラ燃料としてスチームを発生させ、 スチームタービン により発電した。 難例 E - 5)
H½例 E— 1と同様にして熱分 理し、留出分と、 ^^を得る。留出分は脱 硫後、冷却分離して、 ガス成分と油分を得る。
ガス はガス専焼ガス夕一ビンに供給し、 油分は油専焼ガスタ一ビンに供給 して発電した。 ^^はボイラ燃料として、 ¾ ^を供給して燃焼する。 ガス 、 及び油分中の硫黄分は 1重量%であり、 ナトリウム及び力リゥム分の合計は 0. 5重量 p pm以下であり、バナジウム分は 0. 5重量 ppm以下であり、 ガス専 焼ガスタービン、油専焼ガス夕一ビンともに腐食のおそれはない。
(鎌例 E - 6)
実質例 E— 1で得られた留出分をガスタービンに供給して燃焼し、 ^^はボイ ラに供給する。 ガスタービン排ガスは、 580°Cであり、廃熱回収ボイラにより スチームを発生させ、発電することができる。 mw -i) [ビチューメンのコンタクトコ一キング]
下記の原料 1000k g/h rを、 コィノレヒータ一により加熱し、 、 態に して、 リアクターに供給し、 480°Cで熱分解処理して、留出分と に分離す る。 リアクターの底部から抜き出された (種コークス上に付着) は、 さらに ヒータ一室に供給し^を吹き込んで燃焼により加熱し、加熱されたコ一クスを ヒータ一室の底部からリアクターに循環する。 ヒータ一室の中間部からはコーク スの一部を抜き出す。
原料ドライタール:グレートカナディアンオイルサンドビチューメン (Great Can adian Oil Sand Bitumen)
ラムスボトム残留炭素: 1 i &%
比重: 1. 016 (20/4°C)
粘度: 11, OOOcS t (38°C)
バナジウム分: 140重量 p pm
硫黄分: 4. 7重量%
残分
ピッチコ一クス生 遣 : 650k g/ r
硫黄分: 6 MAX
発腿: 9000kca l/kg
留出分:ガス成分及び油分
リアクターガス ^JcS: 30k g/h r
発 : 10400kca l /Nm3
油分 (軽油及びディーゼル重油)
&(M: 32 Ok g/h r
発腿: lOOOOkca 1/hr
留出分はガスタービン用燃料とし、 はボイラ燃料とする。 例 E— 8) [C重油のビスブレーキング法]
下記の重質油 1000kg Zhrを、 SOkgZcm2 G圧で加 に供給し、 500°Cで熱分 Ml理し、急冷油を加えて副反応を停止した後、蒸留塔底部に供 給して、 290°C留出分と残分 (高粘度液体) を得る。
原料重質油: C重油 2号
引火 、: 80°C
粘度: 100 c S t (50°C)
硫黄分: 1. 5重量%
発腿: 9, 400kca l /kg
残分
& (M: 670k g/h r
硫黄分: 2. 1重量%
発鱸: 9, OOOkca 1/kg
留出分:油分
油分
生 β¾: 33 Okg/h r
比重: 0. 80 (15/4°C)
発縫: 10, 212kca l//k
留出分は、 ガスタービン用燃料とし、 ^^はボイラ燃料とする。 例 E— 9) [C重油の常圧熱分解]
下記の重質油 1. 00 kgをフラスコに人れて外部より加熱し、常圧で 450 eCでバッチ的に熱分解して、 206eC留出分と^^ (高粘度液体) を得た 原料重質油: C重油 (三菱石油 I F 0— 280 )
引火、: 111°C
粘度: 278 c S t (50°C)
硫黄分: 2. 35重量%
窒素分: 0. 20重量%
残留炭素: 8. 88重量%
Na分: 12. 6龍 p pm
K分: 0. 1重量 p pm
V分: 32. 6重量 p pm
総発鱸: 9, S OOk c a l/k g
残分
0. 55 kg
硫黄分: 3. 1重量%
窒素分: 0. 34重量%
残留炭素: 16重量%
Na分: 23重量 p pm
K分: 0. 2重量 p pm
V分: 59重量 p pm
総発腿: 9, 170k c a l/k g
留出分:油分
油分
MS: 0 45 kg
硫黄分: 1
窒素分: 0, 01重量%
残留織: 0. 07SS%
Na分: 0. 1重量 p pm
K分: 0. 1重量 p pm
V分: 0. 1重量 p pm 慮: 10, 570k ca l/kg
油分はガスタ一ビン燃料に適するものであり、 はボイラ燃料として使用可 能であった。 また油分の量と ¾ ^の量は排気再燃コンバインド ·サイクル発電に 見合うものである。
C例 E— 10) [C重油の常圧熱分解]
纖例 E— 9で使用した重質油 1. 00k 2を»例 E - 9と同様の方法で、 常圧で 45 (TCでバッチ的に熱分解して、 218 C留出分と (乾固物) を得 た。 ^をこれ以上加熱しても、留出分の量は著しく減少した。
残分
0. 35kg
硫黄分: 0. 7重量%
窒素分 : 0. 36重量%
残留炭素: 1籠%
Na分: 3 pm
K分: 0. 3重量 p pm
V分: 93重量 ρ pm
総発鱸: 9, 130kc a l/kg
留出分:油分
油分
& (M: 0. 65kg
硫黄分: 1. 4重量%
窒素分: 0. 01重量%
残留炭素: 0. 0 i s%
Na分: 0. 5重量 ppm以下
K分: 0, 5龍 ppm以下
V分: 0. 5重量 ppm以下
総発驢: 10, 160k ca l/kg
油分はガスタービン燃料に適するものであり、 は乾固物である。 これ以上 の留出分を得るには過酷な条件力 になり、 設備費も過大になるので、実際に はより留出量を抑えて、留出分を全重量の 60重量%付近 (留出分対残分の熱量 比が 60%対 40%になる程度) で留める。 これにより、残分を流動状態でボイ ラに輸送することもできるようになる。 このように留出量を適切な \*比率に調 節した忧態の油分と は排気再燃コンバインド ·サイクル発電に適するもので のる。 mm E— 11 ) [オリマルジョンの常圧熱分解]
下記の乾燥ォリマルジヨン 1. 00 k gを実施例 E— 9と同様の方法で、常圧 で 450°Cでバッチ的に熱分解して、 282 留出分と¾^ (乾固物) を得た。 原料:ォリマルジョン (無水ベース)
硫黄分: 3. 51重量%
窒素分: 0. 89重量%
炭素: 84. 9重量%
N a分: 104重量 p pm
K分: 4雷量 p p m
V分: 444 Sip pm
総発鱸: 9, 820k c a l /k
残分
^fiSS: 0. 35 kg
硫黄分: 4. 9重量%
窒素分: 1. 9重量%
炭素: 86®*%
Na分: 400重量 ppm
K分: 6龍 p pm
V分: 1590重量 p pm
総発腿: 8, e SOk c a l k
留出分:油分 油分
« : 0. 65kg/hr
硫黄分: 2. 8重量%
窒素分: 0. 23重量%
藤'.84重量%
N a分: 0. 1重量 p pm
K分: 0. l£ftp pm以下
V分: 0. 3重量 p pm
総発鱸: 10, 340k c a 1/kg
油分はガスタービン燃料に適するものであり、 はボイラ燃料として 可 能な性質を持って 、た。 この例はガス夕一ビンに適する油分が容易に得られる範 囲に^ *比率で 70 % ^の限界力侑ることを示したものである。 この場合も実 際には、残分の取り出し、排気再燃の効率の点等を考慮すると、留出分をより低 比率で取り出すことがあり得る。
(^例 E-12) [C重油の常圧熱分解]
図 1に示す装置を して、下記の重質油 100, 000kg/hrを常圧で 45CTCで熱分解して、 206°C留出分と (高粘度液体) を得る。
原料重質油: C重油 (三菱石油 I SO— 280)
引火 : 111°C
粘度: 278 c S t (50°C)
硫黄分: 2. 35Sfi%
窒素分: 0. 20雷量%
残留炭素: 8. 88重量%
Na分: 12. 6重量 p pm
K分: 0. 1雷畺 p pm
V分: 32. 6重量 ppm
総発鱸: 9, 800kc a l/kg
残分 ^fiJ*: 58, 480kg
硫黄分: 3. 1重量%
窒素分: 0. 34重量%
残留炭素: 16重量%
Na分: 23Sgp pm
K分: 0. 2重量 p pm
V分: 59重量 p pm
総発漏: 9, 170kc a l/kg
留出分:油分
油分
41, 520k g/h r
硫黄分: 1. 4重量%
窒素分: 0. 01重量%
Figure imgf000068_0001
07重量%
Na分: 0. 5重量 p pm以下
K分: 0. 5重量 ppm以下
V分: 0. 5重量 ppm以下
総発鱸: 10, 570k c a 1/kg
ガスタービンに上記で得られる油分 41, 520kg//hrと^l, 190, 00 OmVh rを供給して 169MW/h rで発電する。 ガスタービン排ガスは
580°Cで、 ,13容量%を含んでおり、 ボイラに供給して残分を燃焼させ 3
66. 6MWZh rで発電することができる。 この結果、本発明による重質油の 発¾¾¾率は47%でぁる。
一方、単にボイラーで燃焼させた場合は、重質油 100, OOOkgZhrに 空気 1, 190, 000を供給して 455. 3MW/h rで発電すること力でき る。 この場合の発電∞率は 40%である。
本発明では、 ガスタービンに上記空気の^ fi 1, 190, 00 OmVh rを加 えてもよいし、 ボイラ燃焼に必 な分の^を分割して、 ボイラに加えることも できる。 これらの^例から判るように留出分を、 コンバインド ·サイクル発電を有利 に行うためのガスタービン用燃料として得ることは非常に容易である。
また、留出量を抑えて留出分対^"の M:比を 10対 90で取り出したならば、 コンバインド ·サイクル発電を行ったとしても発載力率の増加は低く、燃料の部 分処理設備を設けるメリットカ少ない。
さらに、留出分: の量を 比率が 70: 30程度までは留出分を さ せることができる力 <、 60: 40を超過するほど の取り出しが困難になり、 また、 ガスタービン排ガス中の 力排気再燃に な量よりも余分となり、 排節鉄が増加する。
第 6に、石炭と重質油の混合物の部分燃焼ガス 理についても各種実施例に より説明する。 例 F— 1) [シェル部分酸化法]
図 1に示す装置を^ fflして、下記の石炭を乾燥したものと重質油の混合物を 1 000kgZhr、 260 の蒸気800¾:2 / 1*、隱 735Nm3Zhrを ガスィ に供給し、約 1400°C、 4 O ifの部彌焼ガス ik^理し、留出分と 残分を得る。
•tl灰
水分: 25重量%
揮発分: 3 m&% (観纖
固定炭素: 51重量% (乾燥
灰分: 17重量% (觀基準)
発 : 5780 kca 1/kg (観纖
石炭供^fi : 500 k g/h r
重質油: C重油 2号
引火 : 80。C
粘度: 100 c S t (50°C)
硫黄分: 1. 5重量%
発驢: 9, 400kca 1/kg 重質油供給量: 500kgZhr
残分
^S: 600kg/hr
揮発分: 1重量%
固 素: 67重量%
灰分: 32重量%
発鱸 : 4000kca l/k
留出分:ガス成分、油分及び水
ガス成分
: 16 OONmVh r
発體: 2500 k c a 1 /Nm3
油分
ほとんどなし
^(Μ 20kg/h r
発 m: 9800kca l/kg
^ 300kg/hr
得られた留出分をガスタ一ピンに供給して燃焼し、 ガスタービン排ガスはボイ ラに供給する。 ガスタービン排ガスは、 580°Cであり、 を 13容量%含ん でいる。 このガスにより を燃焼する。 この結果、 コンバインド*サイクル発 電の^;率は 46 %に達する。
—方、 ボイラ専焼燃料を全量ガス化してガスタービンにより発電し、 ガスター ビン排ガスより排熱回収ボイラによりスチームを発生させ、 コンバインド ·サイ クノレ発電を行った場合の 率は約 46%である。 し力、し、 ガスィ匕では特別 なガスタービン、 ボイラのシステムカ ^であり、建設費か! ¾いのに対して、本 発明によれは 設費も安く、既存設備の改善では のボイラを禾佣することが できる。 また、全量ガスィ匕では、灰分の処理が困難であったり、 ガス精製を低温 で行わなければならず、熱のロスが多い。 (鎌例 F— 2 )
図 2に示す装置を棚して、纖例 F— 1と同様にして部彌焼ガス化処理し、 留出分と、 を得る。留出分は聽、脱硫後、 により冷却洗浄し、分液 槽により水層を分離して、 ガス ^と油分を得る。
ガス と油分は、 ガスターピンに供給して、 と留出分中の分離した水層 はボイラに供給してコンバインド ·サイクル発電を行うこと力できる。
(纖例 F— 3 )
図 3に示す装置を麵して、纖例 F— 1と同様にして部 焼ガス化処理し、 留出分と、 を得る。留出分は臓、脱硫後、 により冷却洗浄し、分液 槽により水層を分離して、 ガス と油分を得る。油分は ¾蒸留して精製留分 と残渣ピッチに分離する。
ガス と精製留分は、 ガスタービン用燃料とし、残分と分離した水層と残渣 ピッチはボイラ燃料として、 ¾Mを供給して燃焼する。 ガス 、 « ^中の硫 黄分は 0. 6重量%であり、 ナトリウム及び力リゥム分、 バナジゥム分はそれぞ れ 0. 5重量 p p m以下であり、 タービンブレード等の腐食は起こらない。
(難例 F - 4)
図 3に示す装置を^ fflして、 例 F - 1と同様にして部 焼ガス化処理し、 留出分と、 を得る。留出分は、液 により冷却洗浄して、分液槽により水 層を分離して、 ガス と油分を得る。 油分は ffi蒸留して精製留分と残渣に分 離する。
ガス^^と精製留分は、 ガス夕一ビン用燃料とし、残分と分離した水層と残渣 はボイラ燃料として、 ^を供給して燃焼する。 ガス成分、液 中の硫黄分は 1 . 0重量%、 ナトリウム及び力リゥム分、ノ 'ナジゥム分はそれぞれ 0. 1重量 p p m以下であり、 タービンブレード等の腐食は起こらない。 纖例 F— 5 )
図 1に示す装置を^ fflして、 例 F— 1で得られた留出分をガスタービンに 供給して燃焼し、残分はボイラに供給する。 ガスタービン排ガスは、 580°Cで あり、廃熱回収ボイラにより熱を回収する。
(雄例 F - 6)
図 1に示す装置を^ fflして、 ^例 F— 1で^ fflした石炭と下記の重質油の混 合物を 1 OOOkgZh 高圧蒸気 500kg,h rヽ隨 130kg,hr を気'腿ガスィ に供給し、約 1100°C、 3 の部 焼ガスィ 理し、 留出分と残分を得る。
る灰
水分: 25重量%
揮発分: 30重量% (觀翻
固定炭素: 51重量% (乾燥鮮)
灰分: 17重量% 腿基準)
発顯: : 5780kca 1/kg (羅基準)
石炭供 : 400kg,h r
重質油:イラニアンライト(Iranian Light) if残渣油
比重: 1. 01 (15/4°C)
粘度: 100, OOOcS t (50°C)
硫黄分: 3. 6重量%
重質油供給量: 600kg/hr
残分
&(M : 300k g/h r
揮発分: 3重量%
固定炭素: 74重量%
灰分: 23重量%
発鱸 : 4800kca l/kg
留出分:ガス成分、油分及び水
ガス
150 ONmVh r 発腿: 2600 k c a 1 /Nm3
油分
^M: 8 OkgZh r
発腿: 8000kca l/kg
^(M: 25 Ok g/h r
留出分は、■、脱硫し、高温、高圧のままガス夕一ビン用燃料とし、 は ボイラ燃料としてコンバインド 'サイクル発電すること力できる。
これらは HSffi例から判るように留出分を、 コンバインド'サイクノレ発電を有利 に行うためのガス夕一ビン用燃料として得ることは非常に容易である。
また、留出量を抑えて留出分対 の^ i比を 10対 90で取り出したならば、 コンバインド 'サイクル発電を行ったとしても発載力率の増加は低く、燃料の部 分処理設備を設けるメリットカ少ない。
さらに、石炭と重質油の混合比による力 留出分:残分の量を \¾比率が 70 : 30^ ^までは留出分を增加させることカ《できるが、 60: 40を ilするほ ど ¾^の取り出しが困難になり、 また、 ガスタービン排ガス中の^ が排気再 燃に必 な量よりも余分となり、排気 が増加する。
第 7に、各種ボイラ専 »料を した 例により説明する。 纖例 G— 1)
図 4に示す装置を用いて、夏期に余剰の灯油をガス夕一ビン向燃料として 56 000k g/h r使用し、 ガスタービン向燃料には使えない下記の重質油をボイ ラ専謹料として 92800 k g/ r翻する。
ガスタービン排ガスは、 580°Cであり、酸素を 13容量%含んでいる。 この 排ガスのみによりボイラ専 料を燃焼させること力できる。 この結果、 コンパ インド ·サイクル発電の,率は 46 %に る。
灯油: 1号
引火 : 40°C以上
95%留出¾¾: 270°C以下 発腿 : 10500kca l/kg (HHV誦
重質油: イラニアンライ ト(Iranian Light)MflE残渣油
J S: 1. 01 (15/4°C)
粘度: 100, 000 c S t (50°C)
硫黄分: 3. 6重量% 纖例 G- 2)
図 8 (但し符号 102に示すボイラ専繊料は删しない) の装置を用いて、 実施例 G— 1で翻した灯油をガスタービン向燃料として 9505kg/hr使 用する。 さらに、下記の ¾ ^した石炭 220, 400kgZhrを、 600°Cで 低温乾留し、 留出分と、 チヤ一を得る。 留出分は、 分により冷却洗浄し、分 液槽により水層を分離して、 ガス と油分を得る。
油分は flE蒸留して精製留分と残渣ピッチに分離する 0
ガス と精製留分は、灯油と共にガスタービン向燃料とし、 ^と分離した 水層と残渣ピッチは石炭と共にボイラ燃料としてボイラに供給し、 ¾Mを供給し て燃焼させる。 ガス^、液^中の硫黄分は 0. 52重量%であり、塩分、ノく ナジゥム分はそれぞれ 0. 5重量 ppmであり、 8000時間のような長時間運 転に删可能であり、 タービンブレード等の腐食は起こらない。
原料炭 (乾燥後)
水分: 4重量%
揮発分: 31重量%
固定炭素: 50重量%
灰分: 15重量%
発鱸: 6430 k c a 1 /k g
チヤ一
^fiXM: 193, 100 k g/h r
揮発分: 11籠%
固定炭素: 65重量%
灰分: 24重量% 発 BYOOkca l/kg
ガス
^Μ : 18, 0 OONmVh r
発鱸: 7100 k c a 1 /Nm3
油分
^Si: 11, 000kg/h r
発鱸: 9110kc a l/k 灘例 G - 3)
図 5の装置を用いて、 例 G-2で した石炭をボイラ専 j»料として 3 6050k gZh r麵し、下記重質油を熱分解用ボイラ専誰料として 135 800kg/h r使用する。
重質油を、加圧下に加,に供給し、 500°Cで熱分解処理し、急冷油を加えて 副 Mr、を停止した後、蒸留塔底部に供給して、留出分と を得る。
留出分は、脱硫し、高温、高圧のままガスタービン向燃料とし、残分は石炭と 共にボイラ燃料とすること力できる。
原料重質油:イラニアンライト(Iranian Light)Mra渣油
比重: 1. 01 (15/4°C)
粘度: 100, 000 c S t (50°C)
硫黄分: 3. 6重量%
残分
&M i 75, 369kg/hr
比重: 1. 03 (15/4°0
粘度: 45, OOOcS t (50°C)
硫黄分: 3. 9重量%
3500CH_h高沸点 ^^有率: 78. 5重量%
発鱸: 9000 kca 1/kg
留出分:ガス成分及び油分
ガス 5, 433Nmゾ h r
発 : 10125 k c a l /Nm3
油分
^M: 54, 320k g/h r
発鱸: l OOO Ok c l/kg
(雄例 G— 4)
[石炭と重質油熱分解と灯油利用 ]
図 6の装置を用いて、纖例 G— 1で棚した灯油 15500 kg/h rをガ スタービン向燃料とし、 m½例 G—2で翻した石炭 100000kg/h rを ボイラ専焼燃料として删し、重質油 99520kg/h rを熱分解用ボイラ専 焼燃料として翻し、纖例 G— 3と同様に熱分讓理して留出分と を得る。 ガスタービン排ガスは、 580°Cであり、酸素を 13容量%含んでいる。 この 排ガスのみにより残分及びボイラ専焼燃料を燃焼させる。 この結果、発電の, 率は 46%に達する。
(鎌例 H— 1)
[石油精製ブラントに併設して行われるコンバインド ·サイクル発電] 原油 15900k 1Z日 (13674 tノ日) を原料として使用する石油精製 ブラントに、 図 4に示す発電装置を併設する。
原油は完全に処理され、石油精製ブラントから得られるものは、下記の通りで め 。
ガス: 250, 000Nm3Z日
LPG: 450 t /日
石油化学用ナフサ: 680 tZ日
ガソリン: 2, 750 tZ日
ジエツト燃料: 700 t//日
灯油: 1, 350 tZ日
ディーゼル軽油: 2, 300 t 日 A、 B及び C重油計: 3, OOOtZ日
'舰残渣油: 1 , 500 t 日
アスファルト : 300 tZ日
石油コ一クス · ピッチ: 400 t /日
このうち、 ガスタービン向燃料としてディーゼル軽油を、 41. 9 tZhrで ガスタービンに供給し、 ボィラ専 料として^残渣油を86 tZhrをボイ ラに供給する。
ガスタービン排ガスは、 580°Cであり、酸素を 13容量%含んでいる。 この 排ガスのみによりボイラ専焼燃料を燃焼させる。 この結果、発電の 率は 46 % (送 に » "る。
この結果、部分処理設備を新設することなく、 ディーゼル軽油及び ' ΙΪ残渣油 を電力会社の貯蔵設備に輸送することなく、電力に することカ<できる。 謹例 Η - 2)
[製鉄ブラントに併設して行われるコンバインド ·サイクル発電]
製鉄ブラン卜に、 図 4に示す発電装置を併設する。
»プラントには、 コッパース式コ一クス炉を設置して、れき世炭を完全に分 解処理してコークス及びコークオーブンガスを する。
石炭供給量: 200 t/h r
コークス牛産量: 146 t/h r
コ一クオーブンガス副 : 6, 20 ONmVh r
コ一クオーブンガス糸滅:水素 56容量%、 メタン 27容量%、一酸化炭素 7 容量%、炭ィ b 素 3容量%、 その他不燃ガス成分
コークオーブンガス発 i\M: 4, 450 k c a 1 /Nm3
上記コークスを、高炉に供給して製鉄を行う。
高炉からは、下記のブラストフアーネスガスが するので、 これをガスター ビンに供給することもできる。
ブラストフアーネスガス組成:水素 3容量%、一酸化炭素 24容量%、 その他 不燃ガス成分 ブラストフアーネスガス発熱量: 800 k c a 1 ZNm3
ここでは、 コークオーブンガスを使用した場合について示す。
上記コ一クオーブンガスの 量をガスタ一ビン向燃料として、 ガスタービンに 供給し、 コークス製:^ X程で発生する微粉^ ¾び によりコ一クス原料炭をボ イラ専顯料として 85. 2 tZh rでボイラに供給する。
ガスタービン排ガスは、 580°Cであり、酸素を 13容量%含んでいる。 この 排ガスのみによりボイラ専焼燃料を燃焼させる。 この結果、発電の 率は 45
% (送 に達する。
この結果、部分処理設備を新設することなく、 コ一クオーブンガス等及び微粉 炭等から製麵において効率よく電力力得られる。
(雄例 H— 3)
[科学ブラント等に併設して行われるコンバインド ·サイクル発電] ナフサクラッカー及び ffl樹脂ブラント、ィ匕学品ブラントからなる化学ブラン 卜に、図 4に示す発電装置を併設する。
ナフサをナフサクラッカーに供給して完全にクラッキングした。
ナフサ処 Sfi: 1, 000, 000 tZ年
エチレン 量: 350, 000 t/年
プロビレン!^量 : 170, 000 t Z年
ベンゼン 量: 56, 000 t/年
オフガス発^ *
メタン換算: 87, 000 年
同±¾熱量: 13, 300kca l/kg
燃料油 'タール発^ *: 39, 500 t,年
同 熱量: 10, 500kca 1/kg
リサイクノレ不能樹脂^ *: 55, OOOtZ年
同 ±¾熱量: 9, 300k c a 1/kg
化学品タール状物発 : 21, 000 t Z年
同 熱量: 4, 800k c a ¾¾、 ナフサクラッカーから排出されるオフガスも、 クラッカー、各種樹脂ブ ラントから排出されるタ一ノレ状排出物、 ァタクティックポリマーや銘柄切替時の 洗浄ポリマ一や規格外樹脂等のリサイクル不能樹脂等も全てボイラで燃焼されて、 スチーム発生させ発電している。 この時の、発電の,率は 3 9 % (送電端) で ある。
焼用ガスとしてボイラに供給されていたオフガスをガスタ一ビン向燃料 として^ fflし、燃料油 'タール、 リサイクル不能樹脂、ィ匕学品タール状物をボイ ラ専 料として使用して、 コンバインド'サイクル発電を行い、 ガスタービン 排ガスをボイラに供給してボイラ専焼燃料を燃焼させる。 この結果、発電の, 率は 4 6 % (送電湍) に達する。
この結果、部分処理設備を新設することなく、 ナフサクラッカーから排出され るオフガスをガスタービンに供給して、 クラッカー、各種樹脂プラントから排出 されるタール状排出物、 リサイクル不能樹脂、化学品タール状物をボイラに供給 することにより化学ブラントにお L、て効率よく電力が得られ、必要により電力会 社に^することができる。

Claims

請求の範囲
1 . ボイラ専焼燃料 (F ) を部分処理して留出分 (D) 及び (R) に分 離し、該留出分 (D ) から得られたガスタービン用燃料 (G) 単 ¾Xはガスター ビン用燃料 (G) とガスタービン向燃料 (G' ) との混^/をガスタービン燃料
(A) として、該残分 (R) 単 ¾Xは該^^ (R) とボイラ専焼燃料 (F ) 及び 又は他種類のボイラ専 料 (F* ) との混^/をボイラ燃料 (B ) として、 ガス夕一ビン燃料 (A) をガスタービンで燃焼してガスタービンを して発電 すると共に、 ボイラ燃料 (B ) をボイラで燃焼して発生したスチームによりスチ ームタービンを碧 g¾して発電する発電方法。
2. ガスタービン排ガスをボイラに供給してボイラ燃料 (B ) を排気再燃さ せる請求項 1に記載の発電方法。
3. ガスタービン排ガスを廃熱回収ボイラに供給して発 蒸気を発生させ、 廃熱回収ボイラ排出ガスをボイラに供給してボイラ燃料 (B) を排気再燃させる 請求項 1に記載の発電方法。
4. 部分処理が、 トツピング、 フラッシング、蒸留、抽出、傾瀉又はこれら の混合処理からなる群から選ばれる部分分 理である請求項 1〜 3のいずれか に言2«¾の発 法。
5. 部分処理が、 熱分解、乾留、水性ガス化、燃焼ガス化、水素化、 マイク 口波照射又はこれらの混合処理からなる群から選ばれる部分分解処理である請求 項 1 ~ 3のいずれかに記載の発電方法。
6. 部分処理が 2 5 0 °C以上 5 0 0 °C以下で行われる請求項 4〜5のいずれ かに記載の発電方法。
7. 留出分 (D ) 対残分 (R) の熱量比率が 2 0〜6 0 %対 8 0〜4 0 %で ある請求項 1〜 6の L、ずれかに記載の発 ¾¾·法。
8. 留出分 (D ) から少なくともガス分 (V) と油分 (0) を分離し、 ガス 分 (V) 、油分 (0 ) 又はガス分 (V) と油分 (0) をガスタービン用燃料 (G) に使用する請求項 1〜 7のいずれかに «の発 ¾ ^法。
9. 油分 (0) を蒸留して精製留分 (C) と蒸留残渣 (R' ) に分離し、精 製留分 (C) をガスタービン用燃料 ( G) に使用して、蒸留残渣 (R' ) をボイ ラに使用する請求項 8に記載の発電方法。
1 0. ガスターピン燃料 (A)が、ナトリゥム及び力リゥム分の合計で 0. 5重量 p p m以下、 バナジウム分 0. 5 M*p p m以下を含有する請求項 8〜9 の ヽずれかに記載の発 TO法。
1 1. ガス分 (V) をガス専焼ガスタービンにより燃焼させ、油分 (0) 又 は精製留分 (C) を油専焼ガスタービンにより燃焼させる請求項 8〜9のいずれ かに記載の発 法。
1 2. ボイラ専 料 (F) を部分処理して留出分 (D) 及び (R) に 分離する部分処理手段、該留出分 (D) から得られたガスタービン用燃料 (G) 単^ Xはガスタービン用燃料 (G) とガスタービン向燃料 (G' ) との混^を ガスタービン燃料 (A) として、該残分 (R) 単 ¾Xは該 (R) とボイラ専 焼燃料 (F ) 及び/又は他種類のボイラ専 料 (F' ) との混^;をボイラ燃 料 (B) として、 ガスタービン燃料 (A) を燃焼させて馬隨するガスタービン、 駆動されたガスターピンにより発電するガスタービン用発 ¾¾、 ボイラ燃料 (B) を燃焼させて蒸気を発生させるボイラ、発生したスチームにより^ ¾するスチー ム夕一ビン及び駆動されたスチームタービンにより発電するスチームタービン用 発 からなる発電装置。
1 3. ガスタービン排ガスをボイラに供給する排ガス供給手段を設けた請求 項 1 2に記載の発電装置。
1 4. ガス夕一ビン排ガスを供給して発電用蒸気を発生させる廃熱回収ボイ ラ及び廃熱回収ボイラ排ガスをボイラに供給する排ガス供給手段を設けた請求項 1 2に記載の発電装置。
1 5. ガスタービン向燃料とボイラ専顯料が同一場所で得られる設備に併 設して、該ガスタービン向燃料をガスタービンに供給して燃焼させ、燃焼により 発生した駆動用燃焼ガスによりガスタービンを ξΕΚして発電し、該ボイラ専« 料をボイラに供給して前記ガスタ一ピン排ガスを用 Lヽて燃焼させ、発生したスチ ームによりスチームタービンを専隱して発電する発 ¾¾·法。
1 6. 設備が、石油精製プラント、製鉄プラン卜、化学プラント及びこれら のコンビナー卜からなる群から選ばれるものである請求項 1 5に記載の発 ¾ ^法。
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