WO2017199818A1 - 炭素含有固体燃料ガス化発電設備及びその炭素含有固体燃料の乾燥用ガスの調整方法 - Google Patents

Abstract

使用できる炭素含有固体燃料の種類の範囲を拡大できるようにした、炭素含有固体燃料ガス化発電設備及びその炭素含有固体燃料の乾燥用ガスの調整方法を提供する。　高温抽気位置（３０Ｈ）において炉内（９１）から高温排ガス（２５Ｈ）を抽気する。高温抽気位置（３０Ｈ）の下流側且つ高温抽気位置（３０Ｈ）との間に少なくとも熱交換部（９４）の一部を挟む低温抽気位置（３０Ｌ）において、炉内（９１）から低温排ガス（２５Ｌ）を抽気する。さらに、ガスタービン（８）と脱硝装置（９３）との間且つ高温抽気位置（３０Ｈ）との間に少なくとも熱交換部（９２）の一部を挟む高高温抽気位置（３０ＨＨ）において、炉内（９１）から、高高温排ガス（２５ＨＨ）を抽気する。これらの排ガス（２５Ｈ，２５ＨＨ，２５Ｌ）を混合する際、高温排ガス（２５Ｈ）及び低温排ガス（２５Ｌ）の少なくとも一方の排ガスのガス温度が所定温度となるように、前記の少なくとも一方の排ガスに供給する高高温排ガス（２５ＨＨ）の流量を調整する。

Description

炭素含有固体燃料ガス化発電設備及びその炭素含有固体燃料の乾燥用ガスの調整方法

　本発明は、排熱回収ボイラから排ガスを抽気し、この抽気した排ガスを乾燥用ガスとして炭素含有固体燃料を乾燥する炭素含有固体燃料ガス化発電設備及びその炭素含有固体燃料の乾燥用ガスの調整方法に関する。

　従来、高効率の発電設備として石炭ガス化複合発電設備（以下、「ＩＧＣＣシステム」と呼ぶ。ＩＧＣＣ：Integrated Coal Gasification Combined Cycle）が知られている。
　ＩＧＣＣシステムでは、石炭をガス化して生成した生成ガスを燃料としてガスタービンを運転して発電を行い、併せて、ガスタービンの排熱を使用して生成した蒸気を用いて蒸気タービンを駆動させて発電を行う。具体的には、微粉炭機により石炭を乾燥・粉砕して微粉炭を製造し、この微粉炭をガス化炉に供給してガス化する。そして、ガス化により生成された生成ガスを燃料としてガスタービンを運転し、このガスタービンにより、ガスタービンに連結された発電機を駆動して発電する。加えて、ガスタービンから排出される排ガスを排熱回収ボイラに導入して蒸気を生成し、この蒸気で蒸気タービンひいては蒸気タービンに連結された発電機を駆動して発電を行う。

　ＩＧＣＣシステムでは、ガスタービンの排ガスの一部を取り出して微粉炭機へ供給し、この排ガスを石炭乾燥用のガス（以下、「乾燥用ガス」と呼ぶ）として使用することにより、サイクル内の熱を有効利用して発電化効率を高めている。
　このようなガスタービンの排ガスを乾燥用ガスとして使用する技術として、例えば特許文献１に開示された技術がある。以下、特許文献１に開示された技術を説明するが、その説明では、参考に、特許文献１で使用されている符号を括弧付きで示す。

　特許文献１（第２頁第４欄第５～１３行及び図１など参照）には、「排ガスボイラ（２９）の上流側及び下流側からそれぞれ燃焼排ガスの一部を取り出して混合し、この混合した燃焼排ガスを、微粉炭乾燥用熱源として微粉炭機（１２）へ供給するようにした技術」が開示されている。

特公平１－４１８１５号公報

　従来の一般的なＩＧＣＣシステムでは、排熱回収ボイラ内に脱硝装置（炉内脱硝装置）が配置されており、排熱回収ボイラ内の脱硝装置の出口の排ガスと、排熱回収ボイラの出口の排ガスとをそれぞれ一部抽気し、これらの抽気した排気を混合して、石炭の乾燥用ガスとして微粉炭機へ供給し、微粉炭機から排出される乾燥用ガスを大気へ排出している。
　このような構成により、脱硝装置の出口の比較的高温の排ガスと、排熱回収ボイラの出口の比較的低温の排ガスとを混合することで、乾燥用ガスを所望の温度に調整すると共に、脱硝装置の出口の排ガスと排熱回収ボイラの出口の排ガスとが共に脱硝装置により処理されて、大気へ放出する乾燥用ガスのＮＯｘ濃度を規制値以下としている。

　ところで、脱硝装置の脱硝効率は、作動温度が所定温度（例えば３５０℃程度）のときに最高となり（以下、この所定温度を「最大効率温度」と呼ぶ）、排熱回収ボイラは、脱硝装置の作動温度が最大効率温度（又は最大効率温度付近）となるように運用される。このため、上記技術では、脱硝装置の出口及び排ガスボイラの出口の各排ガスの温度、ひいてはこれらが混合されてなる乾燥用ガスの温度には、脱硝装置の最大効率温度にしたがって上限が設けられることとなる。

　石炭（微粉炭）の乾燥が不十分であると、石炭を搬送する配管内で結露・凝集が発生するなどして石炭の搬送特性を悪化させる可能性があり、また、ガス化炉において入力された熱量が水分の蒸発に使用されてガス化効率を低下させてしまう。石炭が水分を多く含むほど、乾燥を十分に行うために多くの熱量を必要とするが、従来の一般的なＩＧＣＣシステムでは、上述のように乾燥用ガスの温度に、脱硝装置の最大効率温度に応じた上限があるため、高水分炭では乾燥が不十分となる可能性がある。このため、使用できる炭種が制限されてしまうという課題がある。
　このような課題は、石炭ガス化複合発電設備に限らず、水分を多く含む炭素含有固体燃料（例えばバイオマス）をガス化して発電を行う炭素含有固体燃料ガス化発電設備に共通した課題である。

　本発明は、上記のような課題に鑑み創案されたもので、燃料として使用できる炭素含有固体燃料の種類の範囲を拡大できるようにした、炭素含有固体燃料ガス化発電設備及びその炭素含有固体燃料の乾燥用ガスの調整方法を提供することを目的とする。

　（１）上記の目的を達成するために、本発明の炭素含有固体燃料ガス化発電設備は、炭素含有固体燃料を粉砕して粉砕燃料とする粉砕装置と、前記粉砕燃料をガス化して生成ガスを生成するガス化炉と、前記生成ガスを燃焼させた燃焼ガスにより駆動されるガスタービンと、前記ガスタービンと連結されて前記ガスタービンにより駆動される発電機と、前記ガスタービンから排出される排ガスを導入し、１以上の熱交換器からなる上流側熱交換部と、炉内脱硝装置と、１以上の熱交換器からなる下流側熱交換部とが、排ガス上流側からこの順に炉内に設けられ、前記上流側熱交換部及び前記下流側熱交換部において前記排ガスから熱回収することにより蒸気を生成する排熱回収ボイラと、前記炉内脱硝装置よりも排ガス下流側に位置設定された高温抽気位置において、前記炉内から高温排ガスを抽気して、前記炭素含有固体燃料の乾燥用ガスとして前記粉砕装置に供給する高温排ガスラインと、前記高温抽気位置よりも前記排ガス下流側に位置設定され、且つ、前記高温抽気位置との間に前記下流側熱交換部の少なくとも一部を挟むように位置設定された低温抽気位置において、前記炉内から低温排ガスを抽気して、前記高温排ガスライン又は前記粉砕装置に供給可能な低温排ガスラインと、前記ガスタービンの排ガス出口と前記炉内脱硝装置との間で、前記高温抽気位置よりも排ガス上流側に位置設定され、且つ、前記高温抽気位置との間に前記上流側熱交換部の少なくとも一部を挟むように位置設定された高高温抽気位置において、前記炉内から高高温排ガスを抽気して、前記高温排ガスライン及び前記低温排ガスラインの少なくとも一方の排ガスラインに供給可能な高高温排ガスラインと、前記高高温排ガスラインに介装され、前記の少なくとも一方の排ガスラインのガス温度が所定温度となるように前記の少なくとも一方の排ガスラインに供給する前記高高温排ガスの流量を調整する温度調整手段とを備えることを特徴としている。

　（２）前記炭素含有固体燃料の乾燥に使用された前記乾燥用ガスを、前記粉砕装置から排出する乾燥用ガス排出ラインと、前記乾燥用ガス排出ラインにおける前記乾燥用ガスの窒素酸化物濃度を検出する窒素酸化物濃度検出手段と、前記窒素酸化物濃度検出手段の検出信号に応じて、前記炉内脱硝装置に供給する還元剤の供給量を調整する還元剤供給量調整手段とを備えることが好ましい。

　（３）前記炭素含有固体燃料の乾燥に使用された前記乾燥用ガスを、前記粉砕装置から排出する乾燥用ガス排出ラインを備え、前記乾燥用ガス排出ラインを、前記炉内脱硝装置よりも前記排ガス上流側において前記炉内に連通状態に接続することが好ましい。

　（４）前記乾燥用ガス排出ラインに温度検出手段を備え、前記温度検出手段により検出された前記乾燥用ガスの温度が、前記炉内脱硝装置の最大効率温度に基づいて設定された基準温度よりも低い場合には、前記排熱回収ボイラへの給水量を制御する給水弁及び前記排熱回収ボイラからの蒸気量を制御する蒸気弁の少なくとも一方の開度を小さくすることが好ましい。

　（５）前記高高温排ガスラインに炉外脱硝装置を備えることが好ましい。

　（６）上記の目的を達成するために、本発明の炭素含有固体燃料の乾燥用ガスの調整方法は、炭素含有固体燃料をガス化して生成ガスを生成するガス化炉と、前記生成ガスを燃焼させた燃焼用ガスにより駆動されるガスタービンと、前記ガスタービンと連結されて前記ガスタービンにより駆動される発電機と、前記ガスタービンから排出される排ガスから熱回収することにより蒸気を生成する排熱回収ボイラとを備えた炭素含有固体燃料ガス化発電設備において、前記炭素含有固体燃料を乾燥するのに使用される乾燥用ガスの調整方法であって、前記排熱回収ボイラは、１以上の熱交換器からなる上流側熱交換部と、炉内脱硝装置と、１以上の熱交換器からなる下流側熱交換部とが、前記排ガスの流通方向で上流側からこの順に炉内に設けられ、前記炉内脱硝装置よりも前記流通方向で下流側に位置設定された高温抽気位置において、前記炉内から高温排ガスを抽気する、高温排ガス抽気ステップと、前記炉内脱硝装置及び前記高温抽気位置よりも前記流通方向で下流側に位置設定され、且つ、前記高温抽気位置との間に前記下流側熱交換部の少なくとも一部を挟むように位置設定された低温抽気位置において、前記炉内から低温排ガスを抽気する、低温排ガス抽気ステップと、前記ガスタービンの前記排ガスの出口と前記炉内脱硝装置との間で、前記高温抽気位置よりも排ガス上流側に位置設定され、且つ、前記高温抽気位置との間に前記上流側熱交換部の少なくとも一部を挟むように位置設定された高高温抽気位置において、前記炉内から高高温排ガスを抽気する、高高温排ガス抽気ステップと、前記高温排ガスに、前記低温排ガスと、前記高高温排ガスとを混合する混合ステップとを備え、前記混合ステップにおいて、前記高温排ガス及び前記低温排ガスの少なくとも一方の排ガスのガス温度が所定温度となるように、前記の少なくとも一方の排ガスに供給する前記高高温排ガスの流量を調整することを特徴としている。

　（７）前記炭素含有固体燃料の乾燥に使用された前記乾燥用ガスの窒素酸化物濃度に応じて、前記炉内脱硝装置に供給する還元剤の供給量を調整する還元剤供給量調整ステップを備えることが好ましい。

　（８）前記炭素含有固体燃料の乾燥に使用された前記乾燥用ガスを、前記炉内脱硝装置よりも前記排ガス上流側において前記炉内に戻す、乾燥用ガス再循環ステップを備えることが好ましい。

　（９）前記炭素含有固体燃料の乾燥に使用された前記乾燥用ガスの温度が、前記炉内脱硝装置の最大効率温度に基づいて設定された基準温度よりも低い場合には、前記排熱回収ボイラの給水量及び前記排熱回収ボイラの蒸気量の少なくとも何れか一方を絞ることが好ましい。

　（１０）前記高高温排ガスを脱硝処理する、高高温排ガス脱硝ステップを備えることが好ましい。

　本発明によれば、それぞれ炉内脱硝装置よりも排ガス下流側から抽気した低温排ガス及び高温排ガスに加えて、炉内脱硝装置よりも上流側から抽気した高高温排ガスを使用して、粉砕装置において炭素含有固体燃料を乾燥させるための乾燥用ガスの温度を調整することで、乾燥用ガスを高温化することができる。これにより、水分が多めの炭素含有固体燃料を十分に乾燥することができ、炭素含有固体燃料ガス化発電設備の燃料として使用できる炭素含有固体燃料の種類の範囲を拡大することができる。

図１は、本発明の各実施形態に係る石炭ガス化発電設備の全体構成を示す模式図である。 図２は、本発明の第１実施形態に係る石炭（微粉炭）の乾燥用ガス系統を示す模式図である。 図３は、本発明の第１実施形態に高温排ガス温度（高高温排ガスによる温調後の高温排ガスの温度）の設定関数を示す模式図である。 図４は、本発明の第２実施形態に係る石炭（微粉炭）の乾燥用ガス系統を示す模式図である。 図５は、本発明の第３実施形態に係る石炭（微粉炭）の乾燥用ガス系統を示す模式図である。 図６は、本発明の第４実施形態に係る石炭（微粉炭）の乾燥用ガス系統を示す模式図である。

　以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
　本実施形態では、本発明の炭素含有固体燃料ガス化発電設備を石炭ガス化複合発電設備に適用した例を説明する。
　なお、以下に示す実施形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。以下の実施形態の各構成は、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができるとともに、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせることが可能である。
　また、以下の説明における「上流」及び「下流」とは、特段の説明を行わない限り、ガスタービンの排ガスの流通方向における上流，下流を意味するものとする。

［１．第１実施形態］
　［１－１．石炭ガス化発電設備の全体構成］

　本発明の第１実施形態に係る石炭ガス化発電設備の全体構成を、図１を参照して説明する。
　図１に示す本発明の第１実施形態に係る石炭ガス化複合発電設備（炭素含有固体燃料ガス化発電設備、以下、「ＩＧＣＣシステム」とも呼ぶ）１００は、主に空気を酸化剤としてガス化炉４で生成ガス２１を生成する空気燃焼方式を採用し、ガス精製装置７で精製した後の生成ガス２４をガスタービン燃料としてガスタービン８へ供給している。すなわち、図１に示すＩＧＣＣシステム１００は、空気燃焼方式（空気吹き）の石炭ガス化複合発電設備である。

　具体的に説明すると、ＩＧＣＣシステム１００は、図１に示すように、微粉炭機（粉砕装置）１，１，集塵機２，ホッパ３，ガス化炉４，ガス冷却器５，チャー回収装置６，ガス精製装置７，ガスタービン８，排熱回収ボイラ（以下「ＨＲＳＧ」とも呼ぶ）９，蒸気タービン１０，発電機１１，ホッパ１２及び空気分離装置１３を備えて構成される。

　このＩＧＣＣシステム１００では、ガスタービン８からＨＲＳＧ９に供給された排ガスの一部を抽出して乾燥用ガス２６として微粉炭機１に供給する（乾燥用ガス系統については詳しく後述する）。微粉炭機１では、生成ガス２４の原料となる石炭（炭素含有固体燃料）１９を、乾燥用ガス２６により加熱乾燥しながら、細かい粒子状に粉砕して微粉炭（粉砕燃料）２０を製造する。
　こうして製造された微粉炭２０は、乾燥用ガス２６により集塵機２へ搬送される。集塵機２の内部では、乾燥用ガス２６と微粉炭２０とが分離され、乾燥用ガス２６は、ＨＲＳＧ９の煙突９５へと送られて、ＨＲＳＧ９で熱回収された排ガスと混合して排ガス２５ｅとして煙突９５から大気へと排出される。一方、乾燥用ガス２６から分離された微粉炭２０は、重力により落下してホッパ３に回収される。

　ホッパ３内に回収された微粉炭２０は、後述する空気分離装置１３から加圧搬送用として導入された窒素ガス（搬送用ガス）５２により、ガス化炉４内へ搬送される。
　ガス化炉４には、生成ガス２４の原料として微粉炭２０及び後述するチャー２２が供給される。ガス化炉４では、ガスタービン８により駆動される圧縮機８Ａから供給される圧縮空気５０及び空気分離装置１３から供給される酸素５３を酸化剤として、微粉炭２０及びチャー２２をガス化して生成ガス２１が製造される。
　ガス化炉４で生成された生成ガス２１は、ガス化炉４内に設置されたガス冷却器５により冷却された後に、ガス化炉４の上部からチャー回収装置６へ供給される。

　生成ガス２１はチャー２２を含有し、チャー回収装置６では、生成ガス２１からチャー２２が分離される。チャー２２が分離された生成ガス２３は、チャー回収装置６の上部からガス精製装置７に供給され、このガス精製装置７によって精製された後、ガス状の生成ガス２４としてガスタービン８へ供給される。一方、チャー回収装置６で回収されたチャー２２は、重力によりホッパ１２に落下して回収される。ホッパ１２内のチャー２２は、空気分離装置１３から供給される窒素ガス５２によってガス化炉４へ戻され、微粉炭２０とともに生成ガス２１の原料として使用される。

　ガスタービン８へ供給された生成ガス２４は、ガスタービン８の燃焼器（図示略）に供給されて燃焼し、燃焼排ガスを生成する。この燃焼排ガスは、ガスタービン８を駆動した後、その排ガス出口８２から排ガス２５として排出される。こうして駆動されたガスタービン８は、その主軸８１が発電機１１と連結されているので、発電機１１を駆動して発電を行うことができる。

　ガスタービン８から排出された排ガス２５は、ＨＲＳＧ９に供給される。ＨＲＳＧ９の炉内９１には、複数の熱交換器からなる熱交換部（以下、「上流側熱交換部」とも呼ぶ）９２と、炉内脱硝装置９３と、複数の熱交換器からなる熱交換部（以下、「下流側熱交換部」とも呼ぶ）９４とが、上流側からこの順に設けられている。これらの熱交換部９２,９４は連絡管９２ｂにより連結されている。
　熱交換部９４には、給水弁３９ａの開度制御によって流量を制御された給水３９が供給される。この給水は、熱交換部９２，９４を流通する過程で、排ガス２５と熱交換し加熱され蒸気４０となる。この蒸気４０は、蒸気弁４０ａの開度制御によって流量を制御された後、蒸気タービン１０に供給される。蒸気タービン１０は、ガスタービン８及び発電機１１と同軸で連結されており、ガスタービン８と共に発電機１１を駆動して発電を行わせる。

　炉内脱硝装置９３は、炉内９１において排ガス２５中のＮＯｘ（窒素酸化物）を低減するための装置であり、排ガス２５に含まれるＮＯｘを、アンモニアを還元剤として触媒により分解して無害化する。炉内脱硝装置９３により浄化された排ガス２５は、上述したように乾燥用ガス２６と共に煙突９５から大気へ排出される。

　［１－２．乾燥用ガス系統（要部構成）］
　本発明の要部である乾燥用ガス系統について、図２を参照してＨＲＳＧ９の構成と共に説明する。
　ＨＲＳＧ９には、図２に示すように、炉内９１に、炉内脱硝装置９３よりも上流側に位置する上流側熱交換部９２と、炉内脱硝装置９３よりも下流側に位置する下流側熱交換部９４とが備えられている。本実施形態では、上流側熱交換部９２は４つの熱交換器９２ａからなる熱交換器群として構成され、下流側熱交換部９４は４つの熱交換器９４ａからなる熱交換器群として構成されている。以下、上流側熱交換部９２を、「上流側熱交換器群９２」又は「熱交換器群９２」と呼び、下流側熱交換部９４を、「下流側熱交換器群９４」又は「熱交換器群９４」と呼ぶ。
　上流側の熱交換器９２ａは例えば蒸発器や再熱器や過熱器である。下流側熱交換器９４ａは例えば節炭器（エコノマイザ）や蒸発器である。

　上述のように、ＨＲＳＧ９の炉内９１に供給された排ガス２５の一部を抽出して石炭の乾燥用ガス２６として使用する。そして、この乾燥用ガス２６は、排ガス２５Ｌ，２５Ｈ，２５ＨＨを混合して調整される。

　排ガス２５Ｈは、熱交換器群９２や炉内脱硝装置９３よりも下流側に位置設定された抽気位置（高温抽気位置）３０Ｈから抽気される。この抽気位置３０Ｈは、本実施形態では、熱交換器群９４よりも上流側に位置設定されている。したがって、抽気位置３０Ｈから抽気される排ガス２５Ｈは、炉内脱硝装置９３により脱硝処理され、且つ、熱交換器群９２により熱回収された後ではあるが熱交換器群９４により熱回収される前の高温の排ガスである。以下、排ガス２５Ｈを「高温排ガス２５Ｈ」とも呼ぶ。

　排ガス２５Ｌは、熱交換器群９２や炉内脱硝装置９３よりも下流側に位置設定された抽気位置（低温抽気位置）３０Ｌから抽気される。この抽気位置３０Ｌは、本実施形態では、熱交換器群９４よりも下流側に位置設定されている。したがって、抽気位置３０Ｌから抽気される排ガス２５Ｌは、炉内脱硝装置９３により脱硝処理され、且つ、熱交換器群９２，９４により熱回収された後の低温の排ガスである。以下、排ガス２５Ｌを「低温排ガス２５Ｌ」とも呼ぶ。

　排ガス２５ＨＨは、炉内脱硝装置９３よりも上流側に位置設定された抽気位置（高高温抽気位置）３０ＨＨから抽気される。この抽気位置３０ＨＨは、本実施形態では、熱交換器群９２よりも上流側に位置設定されている。したがって、抽気位置３０ＨＨから抽気される排ガス２５ＨＨは、炉内脱硝装置９３により脱硝処理される前、且つ、熱交換器群９２，９４により熱回収される前であって高温排ガス２５Ｈよりもさらに高温の排ガスである。以下、排ガス２５ＨＨを「高高温排ガス２５ＨＨ」とも呼ぶ。

　炉内９１は、抽気位置３０Ｈにおいて、炉外に設けられた高温排ガスダクト（高温排ガスライン）３１Ｈと連通状態に接続されている。この高温排ガスダクト３１Ｈは高温排ガスダクト（高温排ガスライン）３１Ｈａ,３１Ｈａに分岐し、各高温排ガスダクト３１Ｈａはそれぞれ微粉炭機１に接続する。これにより、高温排ガス２５Ｈが、後述するように高高温排ガス２５ＨＨ及び低温排ガス２５Ｌを混入されることによって所定温度に調温された後、石炭１９（微粉炭２０）の乾燥用ガス２６として微粉炭機１，１に供給される。

　また、炉内９１は、抽気位置３０Ｌにおいて、炉外に設けられた低温排ガスダクト（低温排ガスライン）３１Ｌと連通状態に接続されている。この低温排ガスダクト３１Ｌは低温排ガスダクト（低温排ガスライン）３１Ｌａ,３１Ｌａに分岐し、各低温排ガスダクト３１Ｌａはそれぞれ高温排ガスダクト３１Ｈａに接続する。これにより、低温排ガス２５Ｌが、高温排ガス２５Ｈの降温用の調温用ガスとして高温排ガスダクト３１Ｈａ，３１Ｈａに供給される。
　また、炉内９１は、抽気位置３０ＨＨにおいて、炉外に設けられた高高温排ガスダクト（高高排ガスライン）３１ＨＨと連通状態に接続されている。この高高温排ガスダクト３１ＨＨは高温排ガスダクト３１Ｈに接続する。これにより、高高温排ガス２５ＨＨが、高温排ガス２５Ｈの昇温用の調温用ガスとして高温排ガスダクト３１Ｈに供給され、昇温された高温排ガス２５Ｈ′が調整される。

　また、高温排ガスダクト３１Ｈには、高高温排ガスダクト３１ＨＨとの接続部よりも下流側において、高温排ガス２５Ｈ′の温度を検出する温度センサ６０が設けられている。
また、高高温排ガスダクト３１ＨＨには温調ダンパ（温度調整手段）６１が介装されている。温度センサ６０の検出信号は温調ダンパ６１に出力されるようになっており、温調ダンパ６１は、温度センサ６０の検出信号に基づいてダンパ開度を変更する。これにより、高温排ガス２５Ｈ′が、所定の設定温度まで昇温されるように、高温排ガス２５Ｈに混合される高高温排ガス２５ＨＨの流量が温調ダンパ６１によって調整される。

　温調ダンパ６１で調整する設定温度は、例えば、ガス化炉４の負荷（以下、「ガス化炉負荷」と呼ぶ）GIDに応じて、図３に示す設定関数に基づいて設定される。この設定関数は、温調ダンパ６１に予め記憶されている。
　図３に示すように、高温排ガス２５Ｈ′の設定温度TSは、最低温度TSminと最高温度TSmaxとの範囲内において、ガス化炉負加GIDが大きくなるにしたがって高温に設定される。これは、ガス化炉負加GIDが高くなるほど石炭１９（微粉炭２０）の消費量が多くなり、石炭１９（微粉炭２０）の乾燥に必要な熱量（以下、「必要乾燥熱量」と呼ぶ）が多くなるためである。最高温度TSmaxは、高温排ガス２５Ｈ′の温度が、高温排ガス系統の設計温度Tｄ（高温排ガスダクト３１Ｈ，３１Ｈａの設計温度や、高温排ガスダクト３１Ｈ，３１Ｈａに設置される温度センサ６０や流量センサ６２や流調ダンパ６３などの付帯設備の設計温度）を越えないように、前記の設計温度Tｄよりも余裕分ΔTだけ低めに設定されている（TSmax=Tｄ-ΔT）。
　また、最低温度TS_minは、部分負荷において、微粉炭２０が含む水分を所定量に乾燥できるように、且つ、各ダクト３１Ｈ，３１Ｈａ，３１ＨＨを流れる排ガス流量が各種制御装置（ダンパや弁）の運用可能範囲に入る範囲で、設定される。

　なお、高温排ガス２５Ｈ′の流量は、後述の流調ダンパ６３の制御によりガス化炉負加GIDに拘わらず概ね一定に制御される。すなわち、ガス化炉負加GIDの変化に伴う（微粉炭量の変化に伴う）必要乾燥熱量の変化を、高温排ガス２５Ｈ′（ひいては乾燥用ガス２６）の温度を変化させることで対応している。

　これに対し、ガス化炉負加GIDに拘わらず高温排ガス２５Ｈ′（ひいては乾燥用ガス２６）の温度を概ね一定に制御して、高温排ガス２５Ｈ′（ひいては乾燥用ガス２６）の流量をガス化炉負加GIDに応じて変更することも考えられる。すなわち、ガス化炉負加GIDの変化に伴う必要乾燥熱量の変化を、高温排ガス２５Ｈ′（ひいては乾燥用ガス２６）の流量を変化させることで対応することも考えられる。この場合、ガス化炉負加GIDが低負荷になると乾燥用ガス２６の流量を減少させることとなるが、この際には低温排ガス２５Ｌの流量も減少するので、低温排ガス２５Ｌのテンパリング機能が不十分になる可能性もある。したがって、ガス化炉負加GIDの変化に伴う必要乾燥熱量の変化に対しては、上記のように乾燥用ガス２６の流量を概ね一定にしつつ高温排ガス２５Ｈ′の温度をガス化炉負加GIDに応じて変化させることで対応するのが好ましい。

　また、各微粉炭機１と集塵機２とを接続し、微粉炭２０と乾燥用ガス２６とが流通する各ダクト３２には、それぞれ温度センサ６６が設けられている。これらの温度センサ６６の検出信号は、それぞれ、各低温排ガスダクト３１Ｌａに設けられた温調ダンパ６５に出力されるようになっており、各温調ダンパ６５は、この検出信号に基づいてダンパ開度を変更する。これにより、乾燥ガス２６（高温排ガス２５Ｈ′）の温度が、微粉炭２０の乾燥に支障のない範囲で微粉炭２０の発火のおそれがない温度まで低下するよう、高温排ガス２５Ｈ′に混合される低温排ガス２５Ｌの流量が温調ダンパ６５によって調整される。

　さらに、各高温排ガスダクト３１Ｈａには、それぞれ、流量センサ６２と流調ダンパ６３とが上流側からこの順に設けられ、各低温排ガスダクト３１Ｌａには、それぞれ、前記の温調ダンパ６５の上流側に流量センサ６４が設けられている。流量センサ６２の検出信号及び流量センサ６４の検出信号はそれぞれ流調ダンパ６３に出力されるようになっており、各流調ダンパ６３は、これらの検出信号に応じてダンパ開度を変更する。これにより、高温排ガスダクト３１Ｈａを流れる高温排ガス２５Ｈ′と低温排ガスダクト３１Ｌａを流れる低温排ガス２５Ｌとの合計流量、すなわち各微粉炭機１に乾燥用ガスとして供給される排ガスの流量が各流調ダンパ６３によって所定流量に調整される。
　なお、図１では、温度センサ６０，６６，温調ダンパ６１,６５，流量センサ６２，６４及び流調ダンパ６３を省略している。

　上述したように、乾燥用ガス２６は、微粉炭機１において石炭１９（微粉炭２０）を乾燥した後、微粉炭２０と共に集塵機２へ搬送され、微粉炭２０と分離された後、ダクト３３を介してＨＲＳＧ９の煙突９５へと送られる。

　［１－３．作用・効果］
　本発明の第１実施形態によれば、炉内脱硝装置９３よりも下流側且つ下流側熱交換器群９４よりも上流側の抽気位置３０Ｈから、炉内脱硝装置９３により脱硝処理されてＮＯｘ濃度（窒素酸化物濃度）が低く且つ下流側熱交換器群９４により熱回収される前の高温の排ガス（高温排ガス）２５Ｈが抽気される（高温排ガス抽気ステップ）。

　また、炉内脱硝装置９３及び下流側熱交換器群９４よりも下流側の抽気位置３０Ｌから、炉内脱硝装置９３により脱硝処理されてＮＯｘ濃度が低く且つ下流側熱交換器群９４により熱回収された後の低温の排ガス（低温排ガス）２５Ｌが抽気される（低温排ガス抽気ステップ）。

　さらに、炉内脱硝装置９３及び熱交換器群９２，９４よりも上流側の抽気位置３０ＨＨから、熱交換器群９２，９４により熱回収される前であり、排ガス２５Ｈよりもさらに高温の排ガス（高高温排ガス）２５ＨＨが抽気される（高高温排ガス抽気ステップ）。

　そして、温調ダンパ６１により、高温排ガス２５Ｈに供給される高高温排ガス２５ＨＨの流量が制御され、高温排ガス２５Ｈは高温側の所定温度に温調される（高温排ガス２５Ｈよりも高温の高温排ガス２５Ｈ′となる）。さらに、温調ダンパ６５により、高温排ガス２５Ｈ′に供給される低温排ガス２５Ｌの流量が制御され、高温排ガス２５Ｈ′は低温側に温調され、乾燥中に石炭１９（微粉炭２０）が発火しないような温度に最終温調された乾燥用ガス２６となる（混合ステップ）。
　そして、この乾燥用ガス２６が微粉炭機１に供給されて石炭１９（微粉炭２０）を乾燥させる。

　ここで、炉内脱硝装置９３の脱硝効率は所定温度（例えば３５０℃程度、以下、最大効率温度と呼ぶ）で最大となる。このため、ＨＲＳＧ９は、炉内脱硝装置９３に流入する排ガス２５の温度が、この最大効率温度（最大効率温度付近の温度も含む。以下、同様）Tefとなるように、炉内脱硝装置９３の配置や熱交換器群９２，９４の伝熱面積が計画されると共に蒸発量などの運用条件が設定される。このため、炉内脱硝装置９３の下流側の抽気位置３０Ｈ，３０Ｌからは最大効率温度Tef以下の排ガス２５Ｈ，２５Ｌしか抽気することはできない。
　一方、抽気位置３０ＨＨは、炉内脱硝装置９３及び熱交換器群９２，９４よりも上流側なので、抽気位置３０ＨＨからは、最大効率温度Tefよりも高温の排ガス２５ＨＨを抽気することができる。排ガス２５ＨＨの温度は、例えば定格負荷で５５０℃程度であるが、運用条件毎、プラント毎に相違し、部分負荷の場合はこの温度よりも低くなり、排ガス２５ＨＨの温度は５５０℃程度に限定されるものではない。

　そして、それぞれ炉内脱硝装置９３よりも下流側から抽気した低温排ガス２５Ｌ及び高温排ガス２５Ｈに加えて、炉内脱硝装置９３よりも上流側から抽気した高高温排ガス２５ＨＨを使用して乾燥用ガス２６を調整することで、従来のように低温排ガス２５Ｌ及び高温排ガス２５Ｈにより乾燥用ガス２６を調整するのに較べて、乾燥用ガス２６を高温化することができる。

　また、乾燥用ガス２６は、石炭１９（微粉炭２０）の乾燥に使用された後、上述したようにＨＲＳＧ９の排ガスと混合されて排ガス２５ｅとして大気へと排出される。このため、排ガス２５ｅのＮＯｘ濃度が目標値（例えば規制値）以下となるように乾燥用ガス２６のＮＯｘ濃度を低減する必要がある。乾燥用ガス２６の主成分として、炉内脱硝装置９３により脱硝処理された高温排ガス２５Ｈを使用し、また、この高温排ガス２５Ｈを低温側に温調する温調用排ガスとして、炉内脱硝装置９３により脱硝処理された低温排ガス２５Ｌを使用している。

　これにより、高温排ガス２５Ｈを高温側に温調する温調用排ガスとして、脱硝処理されていない高高温排ガス２５ＨＨを使用しても、これらの排ガス２５Ｈ，２５Ｌ，２５ＨＨにより調整される乾燥用ガス２６のＮＯｘ濃度を抑制して、排ガス２５ｅのＮＯｘ濃度を目標値以内に収めることができる。すなわち、乾燥用ガス２６においては、その殆どを、脱硝処理後の排ガス（高温排ガス２５Ｈ及び低温排ガス２５Ｌ）が占めるので、その一部を、脱硝処理されていない高高温排ガス２５ＨＨが占めていたとしても、乾燥用ガス２６のＮＯｘ濃度を抑制して、排ガス２５ｅを目標値以内に収めることができる。
　なお、乾燥用ガス２６を、ＨＲＳＧ９の排ガスと混合せずに直接大気へ排出する場合には、乾燥用ガス２６のＮＯｘ濃度が目標値（例えば規制値）以下となるように排ガス２５Ｈ，２５Ｌ，２５ＨＨの混合比が調整される。

　したがって、従来では使用できなかったような高水分炭を燃料として使用することができるようになる。

［２．第２実施形態］
　［２－１．要部構成］
　本発明の第２実施形態に係る石炭ガス化発電設備の要部である乾燥用ガス系統について、図４を参照して説明する。なお、石炭ガス化発電設備の全体構成は上記第１実施形態と同様であり（図１参照）、上記第１実施形態と同様の構成要素については同一の符号を付してその説明を省略する。
　図４に示すように、本実施形態では、ＮＯｘセンサ（窒素酸化物濃度検出手段）６７が、集塵機２とＨＲＳＧ９との間の乾燥用ガス排出用のダクト（乾燥用ガス排出ライン）３３に設けられている。ＮＯｘセンサ６７は、ダクト３３を流通する乾燥用ガス２６のＮＯｘ濃度を検出する。
　加えて、炉内脱硝装置９３へアンモニア（還元剤）６８を供給するための供給配管６９に、流調弁（還元剤供給量調整手段）７０が介装されている。

　ＮＯｘセンサ６７の検出信号（ＮＯｘ濃度を示す信号）は流調弁７０に出力される。流調弁７０は、ＮＯｘセンサ６７の検出信号が示すＮＯｘ濃度が高いほど、開度を広げる。
これにより、ダクト３３を流通する乾燥用ガス２６のＮＯｘ濃度が高いほど、供給配管６９から炉内脱硝装置９３に供給されるアンモニアの量が増加する。
　この他の構成は、上記第１実施形態と同様のであるので説明を省略する。

　［２－２．作用・効果］
　乾燥用ガス２６は、微粉炭機１において石炭１９（微粉炭２０）の乾燥に使用された後、ＨＲＳＧの排ガスと混合されて排ガス２５ｅとして大気へと排出されるため、乾燥用ガス２６のＮＯｘ濃度をできるだけ低い濃度まで低減することが望まれる。
　そこで、本実施形態では、乾燥用ガス２６のＮＯｘ濃度に応じて炉内脱硝装置９３に供給されるアンモニアの量を調整する（還元剤供給量調整ステップ）。
　したがって、炉内脱硝装置９３の脱硝性能が向上するので、高温排ガス２５Ｈ及び低温排ガス２５ＬのＮＯｘ濃度が低減され、ひいては乾燥用ガス２６のＮＯｘ濃度を、第１実施形態よりもさらに低いＮＯｘ濃度に低減することが可能となる。

　なお、本実施形態のように集塵機２から排出された乾燥用ガス２６をＨＲＳＧ９の煙突９５に供給してＨＲＳＧの排ガスと混合する場合には、ＮＯｘセンサ６７を、ダクト３３に替えて煙突９５に設けてもよい。
　また、ＮＯｘセンサ６７の検出信号に基づいてダクト３３又は煙突９５のおけるＮＯｘ濃度を、中央制御室（図示略）において確認できるようにし、ＮＯｘ濃度を確認したオペレータが、中央制御室の流調弁操作部を手動操作して流調弁７０の開度を制御するようにしてもよい。この場合、流調弁７０と共に前記の流調弁操作部により、本発明の還元剤供給量調整手段が構成される。

［３．第３実施形態］
　［３－１．要部構成］
　本発明の第３実施形態に係る石炭ガス化発電設備の要部である乾燥用ガス系統について、図５を参照して説明する。なお、石炭ガス化発電設備の全体構成は上記の各実施形態と同様であり（図１参照）、上記の各実施形態と同様の構成要素については同一の符号を付してその説明を省略する。

　図５に示すように、本実施形態では、乾燥用ガス排出用のダクト（乾燥用ガス排出ライン）３３を、炉内脱硝装置９３よりも上流側において、ＨＲＳＧ９の炉内９１と連通状態に接続している。本実施形態では、ダクト３３を、炉内脱硝装置９３の直ぐ上流側（換言すれば炉内脱硝装置９３と上流側熱交換器群９２との相互間）で炉内９１と接続しているが、ダクト３３の接続位置は、炉内脱硝装置９３の上流側であれば何ら限定されない。したがって、ダクト３３を、上流側熱交換器９２ａの各相互間の何れかにおいて、又は、上流側熱交換器群９２の上流側において、炉内９１に接続するようにしてもよい。
　この他の構成は、上記第１実施形態と同様のであるので説明を省略する。

　［３－２．作用・効果］
　第１実施形態の構成（図２参照）では、運転状況等によっては乾燥用ガス２６のＮＯｘ濃度が高めになることもある。
　具体的には、石炭１９がＮ分を多く含む場合には、炉内脱硝装置９３の上流側から抽気される高高温排ガス２５ＨＨのＮＯｘ濃度ひいては高高温排ガス２５ＨＨを含む乾燥用ガス２６のＮＯｘ濃度が高めになる。また、石炭１９が水分を多く含む場合や、ガス化炉負荷GIDが高く石炭使用量が多い場合には、石炭１９を乾燥するために必要とされる熱量も多くなる。このため、乾燥用ガス２６の温度を高めとする必要があるので、乾燥用ガス２６における高高温排ガス２５ＨＨ（つまり炉内脱硝装置９３により脱硝処理されていない排ガス）の割合が増えて、乾燥用ガス２６のＮＯｘ濃度が高めになる。

　そこで、本発明の第３実施形態では、乾燥用ガス２６を、ダクト３３を介して炉内脱硝装置９３の上流側に戻すようにしている（乾燥用ガス再循環ステップ）。
　したがって、乾燥用ガス２６が炉内脱硝装置９３により脱硝処理され、この結果、乾燥用ガス２６を含み大気へ排出される排ガス２５ｅのＮＯｘ濃度を目標値以下に低減することができる。

　なお、ダクト３３を介して炉内脱硝装置９３の上流側に戻される乾燥用ガス２６は、石炭１９（微粉炭２０）を乾燥した後であるため低温となる。この乾燥用ガス２６の温度が、炉内脱硝装置９３の最大効率温度Tefを大きく下回ることが予想される場合には、ＨＲＳＧ９の蒸気量を絞って上流側熱交換器群９２の熱交換量を減少させることで、上流側熱交換器群９２の出口（つまり炉内脱硝装置９３の入口）の排ガス温度を上昇させて最大効率温度Tefに近づけることが可能である。

　具体的には、ダクト３３に温度センサ３３ａを設け、この温度センサ３３ａにより、石炭１９（微粉炭２０）を乾燥した後の乾燥用ガス２６の温度Tgを検出し、この温度Tgが、最大効率温度Tefに基づいて設定された基準温度Tb（Tb=Tef＋α，α：余裕温度，α＞0）よりも低い場合（Tg＜Tb）には、ＨＲＳＧ９の入口の給水弁３９ａ及びＨＲＳＧ９の出口の蒸気弁４０ａの少なくとも一方の弁の開度を小さくすることによってＨＲＳＧ９の蒸気量を絞るようにすればよい。
　或いは、乾燥用ガス２６を炉内脱硝装置９３の上流側に戻しても炉内脱硝装置９３の入口の排ガス温度が最大効率温度Tefとなるように、予め上流側熱交換器群９２の収熱量を計画することで対応することもできる。
　これにより、炉内脱硝装置９３の脱硝性能を最適な状態に維持することができる。

　さらには、乾燥用ガス２６を図５に示す位置よりも上流側において炉内９１に戻すことにより炉内脱硝装置９３の脱硝性能の低下を抑制することも考えられる。つまり、乾燥用ガス２６を炉内９１に戻す位置を上流側にするほど、乾燥用ガス２６が低温のまま炉内脱硝装置９３に流入せずに、周囲の高温の排ガスと混合すると共に周囲の高温の排ガスにより加熱されて昇温してから炉内脱硝装置９３に流入する。これにより、炉内脱硝装置９３の脱硝性能の低下を抑制することが可能である。

［４．第４実施形態］
　［４－１．要部構成］
　本発明の第４実施形態に係る石炭ガス化発電設備の要部である乾燥用ガス系統について、図６を参照して説明する。なお、石炭ガス化発電設備の全体構成は上記の各実施形態と同様であり（図１参照）、上記の各実施形態と同様の構成要素については同一の符号を付してその説明を省略する。

　図６に示すように、本実施形態では、高高温排ガスダクト３１ＨＨに炉外脱硝装置７１を介装している。炉外脱硝装置７１は、高高温排ガス２５ＨＨに対して耐熱性を有し且つ高効率で脱硝処理できるよう、炉内脱硝装置９３に較べて耐熱性が高く且つ高温側で脱硝効率が高い（最大効率温度Tefが高温側となる）高温脱硝装置を採用している。
　この他の構成は、上記第１実施形態と同様のであるので説明を省略する。

　［４－２．作用・効果］
　乾燥用ガス２６は、上述したようにＨＲＳＧ９の排ガスと混合されて排ガス２５ｅとして大気へと放出される。このため、排ガス２５ｅのＮＯｘ濃度が目標値（例えば規制値）以下となるように乾燥用ガス２６のＮＯｘ濃度を抑制する必要がある。本発明の第４実施形態によれば、炉内脱硝装置９３の上流側から抽気される未脱硝処理の高高温排ガス２５ＨＨを、炉外脱硝装置７１により脱硝処理する（高高温排ガス脱硝ステップ）。
　したがって、高高温排ガス２５ＨＨを使用して調整される乾燥用ガス２６のＮＯｘ濃度を抑制して排ガス２５ｅのＮＯｘ濃度を目標値以下とすることができる。また、処理ガス温度が高い仕様の脱硝装置ほど高価になる傾向があるが、炉外脱硝装置７１は、炉内脱硝装置９３に較べて処理ガス量が少なく容量が少ないのでコストアップを抑制することができる。したがって、コストアップを抑制しつつ排ガス２５ｅのＮＯｘ濃度を目標値以下に低減できる。

　［４－３．その他］
　上記第４実施形態では、高高温排ガス２５ＨＨを、上流側熱交換器群９２よりも上流側から抽気しているので高高温排ガス２５ＨＨの温度が高く、このため炉外脱硝装置７１に高温脱硝装置を使用している。このような構成に対し、例えば、図６に二点鎖線で示すように、上流側熱交換器群９２の下流側の２つの熱交換器９２ａの相互間から高高温排ガス２５ＨＨを抽出するようにすれば、高高温排ガス２５ＨＨが上記実施形態よりも低温になるので、炉内脱硝装置９３と同様の仕様の（同程度の温度の排ガスを処理できる）脱硝装置を炉外脱硝装置７１に使用することが可能となる。これにより、炉外脱硝装置７１を設けることによるコストアップをさらに抑制することができる。
　この場合、高高温排ガス２５ＨＨの温度が、炉外脱硝装置７１の最大効率温度Tefよりも高くなって脱硝効率が最大効率よりも下がる可能性はあるものの、高高温排ガス２５ＨＨの温度が炉外脱硝装置７１の耐熱温度を超えなければ、高高温排ガス２５ＨＨのＮＯｘ濃度にもよるが、炉外脱硝装置７１へのアンモニア注入量を多めにするなどして支障なく運用すること（大気へと放出される排ガス２５ｅのＮＯｘ濃度を目標値以下とすること）が可能である。

［５．その他］
　（１）上記各実施形態では、高高温排ガス２５ＨＨの抽気位置３０ＨＨを、炉内９１において上流側熱交換器群９２の上流側に位置設定したが、高高温排ガス２５ＨＨの抽気位置３０ＨＨはこれに限定されない。高高温排ガス２５ＨＨの抽気位置３０ＨＨは、（ａ）ガスタービン８の排ガス出口８２と炉内脱硝装置９３との間で、（ｂ）高温抽気位置３０Ｈよりも上流側に位置設定され、且つ、高温抽気位置３０Ｈとの間に上流側熱交換器群９２の少なくとも一部を挟むように位置設定されていればよい。したがって、上流側熱交換器９２ａ，９２ａの相互間に抽気位置３０ＨＨを設けて、この相互間から高高温排ガス２５ＨＨを抽気しても良い。または、ガスタービン８の排ガス出口８２とＨＲＳＧ９との間のダクト８５に抽気位置３０ＨＨを設けて、このダクト８５から高高温排ガスを抽気しても良い。

　さらには、上流側熱交換器９２ａを構成するチューブの相互隙間（以下、内部隙間という）に抽気位置３０ＨＨを設けて、この内部隙間から高高温排ガス２５ＨＨを抽気しても良い。通常の熱交換器では、内部隙間は、抽気位置３０ＨＨを設けるには（高高温排気ダクト３１ＨＨを連通状態に取り付けるには）狭すぎるが、抽気位置３０ＨＨを設けられるように内部隙間の一部を意図的に広げることで、抽気位置３０ＨＨを設けることが可能となる。
　同様に、高温温排ガス２５Ｈの抽気位置３０Ｈ及び低温排ガス２５Ｌの抽気位置３０Ｌは上記実施形態の位置に限定されず、下流側熱交換器９４ａ，９４ａの相互間や、下流側熱交換器９４ａの内部隙間に設けても良い。

　（２）上記各実施形態では、高温排ガス２５Ｈに、先ず高高温排ガス２５ＨＨを混合し、その後、低温排ガス２５Ｌを混合するようにしたが、高温排ガス２５Ｈに、先ず低温排ガス２５Ｌを混合し、その後、高高温排ガス２５ＨＨを混合するようにしてもよい。
　また、高高温排ガス２５ＨＨを、温調ダンパ６１により流量制御して温調しつつ低温排ガス２５Ｌに混合し、この高高温排ガス２５ＨＨと低温排ガス２５Ｌとを混合した排ガスを、高温排ガス２５Ｈに混合してもよい。或いは、高高温排ガス２５ＨＨを、温調ダンパ６１により流量制御して温調しつつ低温排ガス２５Ｌ及び高温排ガス２５Ｈの両方にそれぞれ混合し、高高温排ガス２５ＨＨと低温排ガス２５Ｌとの混合ガスと、高高温排ガス２５ＨＨと高温排ガス２５Ｈとの混合ガスとを混合するようにしてもよい。

　（３）上記の各実施形態では、ガスタービン８と蒸気タービン１０とで単一の発電機１１を駆動したが、ガスタービン８と蒸気タービン１０とに対しそれぞれ個別に発電機を設けてもよい。

　（４）上記各実施形態では、２台の微粉炭機１を設けて、ガス化炉４の微粉炭供給系統及びそれに付帯する乾燥用ガス系統を２系統としたが、微粉炭機１，微粉炭供給系統及び乾燥用ガス系統の数はこれに限定されない。例えば、微粉炭機１を１台とし微粉炭供給系統及び乾燥用ガス系統を１系統としてもよいし、微粉炭機１を３台とし微粉炭供給系統及び乾燥用ガス系統を３系統としてもよい。

　（５）上記の各実施形態では、本発明の炭素含有固体燃料ガス化発電設備を、空気吹きの石炭ガス化複合発電設備として説明したが、本発明の炭素含有固体燃料ガス化発電設備は、酸素吹きの石炭ガス化複合発電設備にも適用可能である。

　（６）上記の各実施形態では、ＨＲＳＧ９で生成した蒸気を蒸気タービン１０に供給して発電に使用すると共に、ＨＲＳＧ９で生成した蒸気の一部を、工場のプロセス蒸気など他の用途に使用することもできる。
　或いは、ＨＲＳＧ９で生成した蒸気を発電に使用せずに、工場のプロセス蒸気など他の用途に使用することもできる。この場合、蒸気タービン１０は不要となる。

　（７）上記の各実施形態では、炭素含有固体燃料として石炭を使用した例を説明したが、本発明で使用し得る炭素含有固体燃料は、石炭に限定されず、例えばバイオマスであってもよい。バイオマスとしては、廃材や間伐材などの木質系バイオマスを例示することができるが、木質系バイオマス以外の使用を排除するものではない。また、バイオマスには、ペレット状に加工された木質ペレットも含む。要するに、バイオマスは加工形態によって限定されるものではない。
　（８）上記の各実施形態では、低温排ガスダクト３１Ｌを高温排ガスダクト３１Ｈａに接続した例を説明したが、高温排ガスダクト３１Ｈａ及び低温排ガスダクト３１Ｌをそれぞれ直接に微粉炭機１に接続しても良い。この場合、高温排ガス２５Ｈと低温排ガス２５Ｌとが十分に混合して乾燥用ガス２６の温度が均一になってから、微粉炭機１内の石炭１９や微粉炭２０に接触するよう、低温排ガスダクト３１Ｌ及び高温排ガスダクト３１Ｈａの微粉炭機１への各接続位置を近接させることが好ましい。或いは、高温排ガス２５Ｈと低温排ガス２５Ｌとを混合させる混合器を微粉炭機１内に設けるのが好ましい。

　１　微粉炭機（粉砕装置）
　４　ガス化炉
　８　ガスタービン
　９　排熱回収ボイラ（ＨＲＳＧ）
　１０　蒸気タービン
　１１　発電機
　１９　石炭（炭素含有固体燃料）
　２０　微粉炭（粉砕燃料）
　２１　チャー２２を含有する生成ガス
　２２　チャー
　２３　チャー２２を分離された生成ガス
　２４　生成ガス（精製後の生成ガス）
　２５　ガスタービン８からの排ガス
　２５ｅ　煙突９１における排ガス
　２５Ｈ　排熱回収ボイラ９から抽気した高温排ガス
　２５Ｈ′　高温排ガス２５Ｈに高高温排ガス２５ＨＨを混入して昇温調整された高温排ガス
　２５ＨＨ　排熱回収ボイラ９から抽気した高高温排ガス
　２５Ｌ　排熱回収ボイラ９から抽気した低温排ガス
　２６　乾燥用ガス
　３０Ｈ　排熱回収ボイラ９から抽気した高温排ガスの抽気位置（高温抽気位置）
　３０ＨＨ　排熱回収ボイラ９から抽気した高高温排ガスの抽気位置（高高温抽気位置）
　３０Ｌ，３１Ｌａ　排熱回収ボイラ９から抽気した低温排ガスの抽気位置（低温抽気位置）
　３１Ｈ，３１Ｈａ　高温排ガスダクト（高温排ガスライン）
　３１ＨＨ　高高温排ガスダクト（高高温排ガスライン）
　３１Ｌ　低温排ガスダクト（低温排ガスライン）
　３３　乾燥用ガス排出用のダクト（乾燥用ガス排出ライン）
　３９　給水
　３９ａ　給水弁
　４０　蒸気
　４０ａ　蒸気弁
　３３ａ，６０，６６　温度センサ
　６１　温調ダンパ（温度調整手段）
　６２，６４　流量センサ
　６３　流調ダンパ
　６５　温調ダンパ
　６７　ＮＯｘセンサ（窒素酸化物濃度検出手段）
　６８　アンモニア（還元剤）
　６９　アンモニア６８の供給配管
　７０　流調弁（還元剤供給量調整手段）
　７１　炉外脱硝装置
　８２　ガスタービン８の排ガス出口
　９１　排熱回収ボイラ９の炉内
　９２　排熱回収ボイラ９の上流側熱交換器群（上流側熱交換器部）
　９２ａ　上流側熱交換器群９２を構成する熱交換器
　９３　排熱回収ボイラ９の炉内脱硝装置
　９４　排熱回収ボイラ９の下流側熱交換器群（下流側熱交換器部）
　９４ａ　下流側熱交換器群９４を構成する熱交換器
　９５　排熱回収ボイラ９の煙突
　１００　石炭ガス化複合発電設備（ＩＧＣＣシステム，炭素含有固体燃料ガス化発電設備）
　Tef　炉内脱硝装置の最大効率温度
　TS　高温排ガス２５Ｈ′の設定温度
　TS_max　設定温度TSの最高温度
　TS_min　設定温度TSの最低温度
　Td　高温排ガス系統の設計温度
　ΔT　設定温度TSを決定するための余裕

 

Claims (10)

1. 　炭素含有固体燃料を粉砕して粉砕燃料とする粉砕装置と、
   　前記粉砕燃料をガス化して生成ガスを生成するガス化炉と、
   　前記生成ガスを燃焼させた燃焼ガスにより駆動されるガスタービンと、
   　前記ガスタービンと連結されて前記ガスタービンにより駆動される発電機と、
   　前記ガスタービンから排出される排ガスを導入し、１以上の熱交換器からなる上流側熱交換部と、炉内脱硝装置と、１以上の熱交換器からなる下流側熱交換部とが、排ガス上流側からこの順に炉内に設けられ、前記上流側熱交換部及び前記下流側熱交換部において前記排ガスから熱回収することにより蒸気を生成する排熱回収ボイラと、
   　前記炉内脱硝装置よりも排ガス下流側に位置設定された高温抽気位置において、前記炉内から高温排ガスを抽気して、前記炭素含有固体燃料の乾燥用ガスとして前記粉砕装置に供給する高温排ガスラインと、
   　前記高温抽気位置よりも前記排ガス下流側に位置設定され、且つ、前記高温抽気位置との間に前記下流側熱交換部の少なくとも一部を挟むように位置設定された低温抽気位置において、前記炉内から低温排ガスを抽気して、前記高温排ガスライン又は直接に前記粉砕装置に供給可能な低温排ガスラインと、
   　前記ガスタービンの排ガス出口と前記炉内脱硝装置との間で、前記高温抽気位置よりも排ガス上流側に位置設定され、且つ、前記高温抽気位置との間に前記上流側熱交換部の少なくとも一部を挟むように位置設定された高高温抽気位置において、前記炉内から高高温排ガスを抽気して、前記高温排ガスライン及び前記低温排ガスラインの少なくとも一方の排ガスラインに供給可能な高高温排ガスラインと、
   　前記高高温排ガスラインに介装され、前記の少なくとも一方の排ガスラインのガス温度が所定温度となるように前記の少なくとも一方の排ガスラインに供給する前記高高温排ガスの流量を調整する温度調整手段とを備える
   ことを特徴とする、炭素含有固体燃料ガス化発電設備。
2. 　前記炭素含有固体燃料の乾燥に使用された前記乾燥用ガスを、前記粉砕装置から排出する乾燥用ガス排出ラインと、
   　前記乾燥用ガス排出ラインにおける前記乾燥用ガスの窒素酸化物濃度を検出する窒素酸化物濃度検出手段と、
   　前記窒素酸化物濃度検出手段の検出信号に応じて、前記炉内脱硝装置に供給する還元剤の供給量を調整する還元剤供給量調整手段とを備える
   ことを特徴とする、請求項１記載の炭素含有固体燃料ガス化発電設備。
3. 　前記炭素含有固体燃料の乾燥に使用された前記乾燥用ガスを、前記粉砕装置から排出する乾燥用ガス排出ラインを備え、
   　前記乾燥用ガス排出ラインを、前記炉内脱硝装置よりも前記排ガス上流側において前記炉内に連通状態に接続する
   ことを特徴とする、請求項１記載の炭素含有固体燃料ガス化発電設備。
4. 　前記乾燥用ガス排出ラインに温度検出手段を備え、前記温度検出手段により検出された前記乾燥用ガスの温度が、前記炉内脱硝装置の最大効率温度に基づいて設定された基準温度よりも低い場合には、前記排熱回収ボイラへの給水量を制御する給水弁及び前記排熱回収ボイラからの蒸気量を制御する蒸気弁の少なくとも一方の開度を小さくする
   ことを特徴とする、請求項３記載の炭素含有固体燃料ガス化発電設備。
5. 　前記高高温排ガスラインに炉外脱硝装置を備える
   ことを特徴とする、請求項１記載の炭素含有固体燃料ガス化発電設備。
6. 　炭素含有固体燃料をガス化して生成ガスを生成するガス化炉と、前記生成ガスを燃焼させた燃焼用ガスにより駆動されるガスタービンと、前記ガスタービンと連結されて前記ガスタービンにより駆動される発電機と、前記ガスタービンから排出される排ガスから熱回収することにより蒸気を生成する排熱回収ボイラとを備えた炭素含有固体燃料ガス化発電設備において、前記炭素含有固体燃料を乾燥するのに使用される乾燥用ガスの調整方法であって、
   　前記排熱回収ボイラは、１以上の熱交換器からなる上流側熱交換部と、炉内脱硝装置と、１以上の熱交換器からなる下流側熱交換部とが、前記排ガスの流通方向で上流側からこの順に炉内に設けられ、
   　前記炉内脱硝装置よりも前記流通方向で下流側に位置設定された高温抽気位置において、前記炉内から高温排ガスを抽気する、高温排ガス抽気ステップと、
   　前記炉内脱硝装置及び前記高温抽気位置よりも前記流通方向で下流側に位置設定され、且つ、前記高温抽気位置との間に前記下流側熱交換部の少なくとも一部を挟むように位置設定された低温抽気位置において、前記炉内から低温排ガスを抽気する、低温排ガス抽気ステップと、
   　前記ガスタービンの前記排ガスの出口と前記炉内脱硝装置との間で、前記高温抽気位置よりも排ガス上流側に位置設定され、且つ、前記高温抽気位置との間に前記上流側熱交換部の少なくとも一部を挟むように位置設定された高高温抽気位置において、前記炉内から高高温排ガスを抽気する、高高温排ガス抽気ステップと、
   　前記高温排ガスに、前記低温排ガスと、前記高高温排ガスとを混合する混合ステップとを備え、
   　前記混合ステップにおいて、前記高温排ガス及び前記低温排ガスの少なくとも一方の排ガスのガス温度が所定温度となるように、前記の少なくとも一方の排ガスに供給する前記高高温排ガスの流量を調整する
   ことを特徴とする、炭素含有固体燃料の乾燥用ガスの調整方法。
7. 　前記炭素含有固体燃料の乾燥に使用された前記乾燥用ガスの窒素酸化物濃度に応じて、前記炉内脱硝装置に供給する還元剤の供給量を調整する還元剤供給量調整ステップを備える
   ことを特徴とする、請求項６記載の炭素含有固体燃料の乾燥用ガスの調整方法。
8. 　前記炭素含有固体燃料の乾燥に使用された前記乾燥用ガスを、前記炉内脱硝装置よりも前記排ガス上流側において前記炉内に戻す、乾燥用ガス再循環ステップを備えた
   ことを特徴とする、請求項６記載の炭素含有固体燃料の乾燥用ガスの調整方法。
9. 　前記炭素含有固体燃料の乾燥に使用された前記乾燥用ガスの温度が、前記炉内脱硝装置の最大効率温度に基づいて設定された基準温度よりも低い場合には、前記排熱回収ボイラへの給水量または前記排熱回収ボイラの蒸気量の少なくとも何れか一方を絞る
   ことを特徴とする、請求項８記載の炭素含有固体燃料の乾燥用ガスの調整方法。
10. 　前記高高温排ガスを脱硝処理する、高高温排ガス脱硝ステップを備える
    ことを特徴とする、請求項６記載の炭素含有固体燃料の乾燥用ガスの調整方法。
    
     

Images