JPH11257094A - 石炭ガス化発電システム - Google Patents
石炭ガス化発電システムInfo
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- JPH11257094A JPH11257094A JP6498398A JP6498398A JPH11257094A JP H11257094 A JPH11257094 A JP H11257094A JP 6498398 A JP6498398 A JP 6498398A JP 6498398 A JP6498398 A JP 6498398A JP H11257094 A JPH11257094 A JP H11257094A
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- Y02E20/18—Integrated gasification combined cycle [IGCC], e.g. combined with carbon capture and storage [CCS]
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- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
- Industrial Gases (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 年間を通しての仕上がり効率を向上させ、石
炭ガス化発電の高効率を維持できる石炭ガス化発電シス
テムを提供する。 【解決手段】 石炭と空気又は酸素とをガス化炉装置１
で燃焼させて石炭ガス化ガスを生じさせ、石炭ガス化ガ
スを脱硫装置５でクリーンガスに精製し、クリーンガス
でガスタービン発電装置１４を動作させる石炭ガス化発
電システムであって、夜間や休日などの低負荷時にクリ
ーンガスを流体化させて貯える流体貯蔵手段１７と、平
日の昼間のピーク時などに高負荷時に流体貯蔵手段１７
から気化して供給されたクリーンガスを用いて発電する
コンバインドサイクル１９とを備える。電力をあまり必
要としない夜間や休日においても、発電所は定格運転を
行うことができ、常時高効率の運転が可能になり、これ
を通じて年間の石炭使用量を削減できる。
炭ガス化発電の高効率を維持できる石炭ガス化発電シス
テムを提供する。 【解決手段】 石炭と空気又は酸素とをガス化炉装置１
で燃焼させて石炭ガス化ガスを生じさせ、石炭ガス化ガ
スを脱硫装置５でクリーンガスに精製し、クリーンガス
でガスタービン発電装置１４を動作させる石炭ガス化発
電システムであって、夜間や休日などの低負荷時にクリ
ーンガスを流体化させて貯える流体貯蔵手段１７と、平
日の昼間のピーク時などに高負荷時に流体貯蔵手段１７
から気化して供給されたクリーンガスを用いて発電する
コンバインドサイクル１９とを備える。電力をあまり必
要としない夜間や休日においても、発電所は定格運転を
行うことができ、常時高効率の運転が可能になり、これ
を通じて年間の石炭使用量を削減できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、石炭の燃焼で得ら
れる熱エネルギを機械エネルギに変換し、さらに電気エ
ネルギに変換する石炭ガス化発電システムに関し、より
詳しくは、石炭ガス化ガスを液体又は気体にして貯蔵
し、これらを用いて発電するシステムに関するものであ
る。
れる熱エネルギを機械エネルギに変換し、さらに電気エ
ネルギに変換する石炭ガス化発電システムに関し、より
詳しくは、石炭ガス化ガスを液体又は気体にして貯蔵
し、これらを用いて発電するシステムに関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】発電システムは、汽力発電システムや内
燃力発電システムなど、さまざまなシステムに分類され
るが、そのシステムの一つに石炭ガス化複合発電システ
ムがある。この石炭ガス化複合発電システムは、図７に
示すように、石炭ガス化ガスを用いて発電するガスター
ビン発電システムと、このガスタービン発電システムの
高温排気を用いて発電する複合発電システムとを備え、
これらを用いて発電するシステムである。
燃力発電システムなど、さまざまなシステムに分類され
るが、そのシステムの一つに石炭ガス化複合発電システ
ムがある。この石炭ガス化複合発電システムは、図７に
示すように、石炭ガス化ガスを用いて発電するガスター
ビン発電システムと、このガスタービン発電システムの
高温排気を用いて発電する複合発電システムとを備え、
これらを用いて発電するシステムである。
【０００３】ガスタービン発電システムは、石炭とガス
化剤とがガス化炉装置１Ａに投入されると、一酸化炭素
及び水素を主成分とする石炭ガス化ガスを生成し、この
石炭ガス化ガスをガスクーラ２Ａで冷却し、冷却された
石炭ガス化ガスを高圧のまま脱じん装置３Ａに導入して
ダストなどを除去するとともに、脱硫装置５Ａに導入し
て硫黄酸化物を除去してクリーンガスを生成し、その
後、クリーンガスをガスタービン発電装置１４Ａに導入
して発電するよう機能する。また、複合発電システム
は、ガスタービン発電装置１４Ａのガスタービン１５Ａ
から排気される高温排気を排熱回収ボイラ１２Ａに導い
て水蒸気にて熱を回収し、この排熱回収ボイラ１２Ａか
らガスクーラ２Ａに蒸気を導いてガス化ガスの熱を回収
した後、発生した高温蒸気を蒸気タービン発電装置４Ａ
に導いて発電する。
化剤とがガス化炉装置１Ａに投入されると、一酸化炭素
及び水素を主成分とする石炭ガス化ガスを生成し、この
石炭ガス化ガスをガスクーラ２Ａで冷却し、冷却された
石炭ガス化ガスを高圧のまま脱じん装置３Ａに導入して
ダストなどを除去するとともに、脱硫装置５Ａに導入し
て硫黄酸化物を除去してクリーンガスを生成し、その
後、クリーンガスをガスタービン発電装置１４Ａに導入
して発電するよう機能する。また、複合発電システム
は、ガスタービン発電装置１４Ａのガスタービン１５Ａ
から排気される高温排気を排熱回収ボイラ１２Ａに導い
て水蒸気にて熱を回収し、この排熱回収ボイラ１２Ａか
らガスクーラ２Ａに蒸気を導いてガス化ガスの熱を回収
した後、発生した高温蒸気を蒸気タービン発電装置４Ａ
に導いて発電する。
【０００４】このような石炭ガス化複合発電システムを
採用する発電所は、図８及び図９に示すように、電力供
給の需要に対応して稼働し、平日の昼間などの高負荷時
に定格出力で運転し、電力をあまり必要としない平日の
夜間や休日などの低負荷時には低出力で運転する。
採用する発電所は、図８及び図９に示すように、電力供
給の需要に対応して稼働し、平日の昼間などの高負荷時
に定格出力で運転し、電力をあまり必要としない平日の
夜間や休日などの低負荷時には低出力で運転する。
【０００５】ところで、石炭ガス化発電システムは、上
述したように、高負荷時に定格出力で、低負荷時には低
出力でそれぞれ運転しているので、効率の悪い運転とな
る。わけても、石炭ガス化発電の場合、低負荷時に運転
の効率が極端に悪化することとなる。このような問題を
解消するには、定格一定運転（ベースロード）とすれば
良い。特に、石炭ガス化発電は定格一定運転とすべきシ
ステムである。しかしながら、日本における電力事情か
ら、微粉炭火力同様、負荷調整を宿命とせざるを得な
い。
述したように、高負荷時に定格出力で、低負荷時には低
出力でそれぞれ運転しているので、効率の悪い運転とな
る。わけても、石炭ガス化発電の場合、低負荷時に運転
の効率が極端に悪化することとなる。このような問題を
解消するには、定格一定運転（ベースロード）とすれば
良い。特に、石炭ガス化発電は定格一定運転とすべきシ
ステムである。しかしながら、日本における電力事情か
ら、微粉炭火力同様、負荷調整を宿命とせざるを得な
い。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来の石炭ガス化発電
システムは、以上のようになされているので、微粉炭火
力並の運用を行うと、年間を通しての仕上がり効率が悪
化し、石炭ガス化発電の高効率を維持することができな
いという問題があった。また、石炭ガス化複合発電シス
テムにおけるもう一つの問題は、その設備が多いことに
起因するコストである。石炭ガス化複合発電システムの
設備費の低減を図るためには、全体の設備費の中で大き
な割合を占めるガス化炉のコストを低減することが効果
的である。また、日本においては、負荷調整運転が必ず
必要になる。そのため、最大容量のガス化炉をもつので
はなく、昼は貯蔵しておいたガスを使用して１５０％運
転を行い、夜は５０％運転を行うことにより、ガス化炉
はピーク容量に対して７５％の大きさですむことにな
る。さらに、ガスタービンは、部分負荷効率が非常に低
下するため、前記システムと組み合わせたガスタービン
を多軸化する等の効率向上策も考えられる。
システムは、以上のようになされているので、微粉炭火
力並の運用を行うと、年間を通しての仕上がり効率が悪
化し、石炭ガス化発電の高効率を維持することができな
いという問題があった。また、石炭ガス化複合発電シス
テムにおけるもう一つの問題は、その設備が多いことに
起因するコストである。石炭ガス化複合発電システムの
設備費の低減を図るためには、全体の設備費の中で大き
な割合を占めるガス化炉のコストを低減することが効果
的である。また、日本においては、負荷調整運転が必ず
必要になる。そのため、最大容量のガス化炉をもつので
はなく、昼は貯蔵しておいたガスを使用して１５０％運
転を行い、夜は５０％運転を行うことにより、ガス化炉
はピーク容量に対して７５％の大きさですむことにな
る。さらに、ガスタービンは、部分負荷効率が非常に低
下するため、前記システムと組み合わせたガスタービン
を多軸化する等の効率向上策も考えられる。
【０００７】本発明は、前記従来の問題に鑑みなされた
もので、年間を通しての仕上がり効率を向上させ、石炭
ガス化発電の高効率を維持することのできる石炭ガス化
発電システムを提供することを目的としている。
もので、年間を通しての仕上がり効率を向上させ、石炭
ガス化発電の高効率を維持することのできる石炭ガス化
発電システムを提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明にお
いては、前記課題を達成するため、石炭とガス化剤とを
ガス化炉装置で燃焼させて燃焼性ガスを生じさせ、この
燃焼性ガスをガス精製装置でクリーンガスに精製し、こ
のクリーンガスでガスタービン発電装置を動作させるシ
ステムであって、低負荷時に前記クリーンガスを流体化
させて貯える流体貯蔵手段と、高負荷時に該流体貯蔵手
段から気化して供給されたガスを用いて発電する発電手
段とを含んでなることを特徴としている。なお、前記燃
焼性ガス用のガスクーラと、冷却された該燃焼性ガス用
の脱じん装置と、該燃焼性ガス中の硫黄酸化物を除去す
る脱硫装置とを含むことが好ましい。また、前記ガスタ
ービン発電装置からでる高温排気に水・蒸気を導いて熱
回収し、発生した蒸気を前記ガスクーラに供給する排熱
回収ボイラと、前記ガスクーラから供給された高温蒸気
で蒸気タービンを回転させて発電機を動作させる蒸気タ
ービン発電装置とを含むことが好ましい。また、前記発
電手段は、該流体貯蔵手段から供給されたガスで回転す
るタービンと、このタービンの回転で動作する発電機と
を含む事が望ましい。さらに、前記発電手段は、該流体
貯蔵手段から水素・一酸化炭素ガスが供給される燃料電
池を備えることも可能である。
いては、前記課題を達成するため、石炭とガス化剤とを
ガス化炉装置で燃焼させて燃焼性ガスを生じさせ、この
燃焼性ガスをガス精製装置でクリーンガスに精製し、こ
のクリーンガスでガスタービン発電装置を動作させるシ
ステムであって、低負荷時に前記クリーンガスを流体化
させて貯える流体貯蔵手段と、高負荷時に該流体貯蔵手
段から気化して供給されたガスを用いて発電する発電手
段とを含んでなることを特徴としている。なお、前記燃
焼性ガス用のガスクーラと、冷却された該燃焼性ガス用
の脱じん装置と、該燃焼性ガス中の硫黄酸化物を除去す
る脱硫装置とを含むことが好ましい。また、前記ガスタ
ービン発電装置からでる高温排気に水・蒸気を導いて熱
回収し、発生した蒸気を前記ガスクーラに供給する排熱
回収ボイラと、前記ガスクーラから供給された高温蒸気
で蒸気タービンを回転させて発電機を動作させる蒸気タ
ービン発電装置とを含むことが好ましい。また、前記発
電手段は、該流体貯蔵手段から供給されたガスで回転す
るタービンと、このタービンの回転で動作する発電機と
を含む事が望ましい。さらに、前記発電手段は、該流体
貯蔵手段から水素・一酸化炭素ガスが供給される燃料電
池を備えることも可能である。
【０００９】ここで、特許請求の範囲における「低負荷
時」には、電力をあまり必要としない平日の夜間、休
日、又はこれとほぼ同様とみなすことのできる時間帯が
含まれる。また、「高負荷時」には、大量の電力を必要
とする平日の昼間、昼間のピーク時、又はこれとほぼ同
様とみなすことのできる時間帯が含まれる。また、請求
項４記載の「タービン」には、蒸気タービンとガスター
ビンとのいずれもが含まれる。また、「燃料電池」に
は、りん酸形燃料電池、溶融炭酸塩形燃料電池、又は高
温固体電解質形燃料電池などの種類があるが、水素ガス
又は水素を主成分とするガスと反応する電池であれば、
いずれのタイプでも良い。
時」には、電力をあまり必要としない平日の夜間、休
日、又はこれとほぼ同様とみなすことのできる時間帯が
含まれる。また、「高負荷時」には、大量の電力を必要
とする平日の昼間、昼間のピーク時、又はこれとほぼ同
様とみなすことのできる時間帯が含まれる。また、請求
項４記載の「タービン」には、蒸気タービンとガスター
ビンとのいずれもが含まれる。また、「燃料電池」に
は、りん酸形燃料電池、溶融炭酸塩形燃料電池、又は高
温固体電解質形燃料電池などの種類があるが、水素ガス
又は水素を主成分とするガスと反応する電池であれば、
いずれのタイプでも良い。
【００１０】請求項１ないし４記載の発明によれば、平
日の夜間や休日などの場合、クリーンガスは、そのガス
化発電の相当分がガス精製装置からガスタービン発電装
置に供給され、残部がガス精製装置から流体貯蔵手段に
供給され、液体又は気体の状態で貯えられる。このよう
な状態で備蓄されたクリーンガスは、平日の昼間などの
ピーク時になると、気化して流体貯蔵手段から発電手段
に供給される。また、これとほぼ同時に、クリーンガス
がガス精製装置からガスタービン発電装置に供給され、
発電システムが定格運転、又はこれに近い状態で稼働す
る。電力を必要とする平日の昼間などに貯蔵分の発電出
力を増加させ、必要な電気量に合わせて発電することが
できるので、一週間を通し、発電所のシステムをほぼ１
００％、又はこれとほぼ同様とみなせる適正値で利用す
ることができる。よって、電力分野の大きな課題である
負荷の平準化や高効率運転が期待できる。
日の夜間や休日などの場合、クリーンガスは、そのガス
化発電の相当分がガス精製装置からガスタービン発電装
置に供給され、残部がガス精製装置から流体貯蔵手段に
供給され、液体又は気体の状態で貯えられる。このよう
な状態で備蓄されたクリーンガスは、平日の昼間などの
ピーク時になると、気化して流体貯蔵手段から発電手段
に供給される。また、これとほぼ同時に、クリーンガス
がガス精製装置からガスタービン発電装置に供給され、
発電システムが定格運転、又はこれに近い状態で稼働す
る。電力を必要とする平日の昼間などに貯蔵分の発電出
力を増加させ、必要な電気量に合わせて発電することが
できるので、一週間を通し、発電所のシステムをほぼ１
００％、又はこれとほぼ同様とみなせる適正値で利用す
ることができる。よって、電力分野の大きな課題である
負荷の平準化や高効率運転が期待できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。本実施形態における石炭ガス化発
電システムは、図１に示すように、ガス化炉装置１、脱
じん装置３、脱硫装置５、ガスタービン発電装置１４、
流体貯蔵手段１７、及び別置きでガス焚きのコンバイン
ドサイクル１９を含んでいる。
施の形態を説明する。本実施形態における石炭ガス化発
電システムは、図１に示すように、ガス化炉装置１、脱
じん装置３、脱硫装置５、ガスタービン発電装置１４、
流体貯蔵手段１７、及び別置きでガス焚きのコンバイン
ドサイクル１９を含んでいる。
【００１２】ガス化炉装置１は、伸びを下方に逃がす吊
り下げ形に構成され、後部にガスクーラ２が一体的に設
けられており、このガスクーラ２には脱じん装置３と蒸
気タービン発電装置４とがラインを介しそれぞれ接続さ
れている。脱じん装置３は、遠心分離タイプ及びフィル
タ等からなり、湿式吸収タイプの脱硫装置５にガス−ガ
ス熱交換器６を介し接続されている。
り下げ形に構成され、後部にガスクーラ２が一体的に設
けられており、このガスクーラ２には脱じん装置３と蒸
気タービン発電装置４とがラインを介しそれぞれ接続さ
れている。脱じん装置３は、遠心分離タイプ及びフィル
タ等からなり、湿式吸収タイプの脱硫装置５にガス−ガ
ス熱交換器６を介し接続されている。
【００１３】脱硫装置５は、図示しないが、吸収部、酸
化部、石膏分離部、及びカルシウムとの置換部を備え、
プロセスにより配列を変えた構造に構成される。この脱
硫装置５は、ガス−ガス熱交換器６のラインと流体貯蔵
手段１７のラインに切換弁７、８を介しそれぞれ接続さ
れている。また、蒸気タービン発電装置４は、蒸気ター
ビン９、この蒸気タービン９に連結された回転界磁形の
発電機１０、及び復水器１１を備え、この復水器１１が
排熱回収ボイラ１２にラインを介し接続されており、こ
の排熱回収ボイラ１２が煙突１３とガスクーラ２とにラ
インを介しそれぞれ接続されている。
化部、石膏分離部、及びカルシウムとの置換部を備え、
プロセスにより配列を変えた構造に構成される。この脱
硫装置５は、ガス−ガス熱交換器６のラインと流体貯蔵
手段１７のラインに切換弁７、８を介しそれぞれ接続さ
れている。また、蒸気タービン発電装置４は、蒸気ター
ビン９、この蒸気タービン９に連結された回転界磁形の
発電機１０、及び復水器１１を備え、この復水器１１が
排熱回収ボイラ１２にラインを介し接続されており、こ
の排熱回収ボイラ１２が煙突１３とガスクーラ２とにラ
インを介しそれぞれ接続されている。
【００１４】ガスタービン発電装置１４は、ガスタービ
ン１５と、このガスタービン１５に連結された回転界磁
形の発電機１６とを備え、ガス−ガス熱交換器６にライ
ンを介し接続されている。また、流体貯蔵手段１７は、
気化装置１８を備えたコンクリート室、又は気化装置１
８を備えたタンクなどからなり、ガス−ガス熱交換器６
とコンバインドサイクル１９とにラインを介しそれぞれ
接続されている。さらに、コンバインドサイクル１９
は、ガスタービン２０、このガスタービン２０に連結さ
れた回転界磁形の発電機２１、ボイラ２２、蒸気タービ
ン２３、回転界磁形の発電機２４、及び復水器２５を備
え、ボイラ２２が煙突１３にラインを介し接続されてい
る。
ン１５と、このガスタービン１５に連結された回転界磁
形の発電機１６とを備え、ガス−ガス熱交換器６にライ
ンを介し接続されている。また、流体貯蔵手段１７は、
気化装置１８を備えたコンクリート室、又は気化装置１
８を備えたタンクなどからなり、ガス−ガス熱交換器６
とコンバインドサイクル１９とにラインを介しそれぞれ
接続されている。さらに、コンバインドサイクル１９
は、ガスタービン２０、このガスタービン２０に連結さ
れた回転界磁形の発電機２１、ボイラ２２、蒸気タービ
ン２３、回転界磁形の発電機２４、及び復水器２５を備
え、ボイラ２２が煙突１３にラインを介し接続されてい
る。
【００１５】前記構成において、矢印で示す石炭とガス
化剤（空気又は酸素）とがガス化炉装置１の投入口に投
入されると、一酸化炭素及び水素を主成分とする石炭ガ
ス化ガス（燃焼性ガス）が還元雰囲気において生成さ
れ、この石炭ガス化ガスがガスクーラ２で水と蒸気によ
り冷却され、エネルギが蒸気により回収される。エネル
ギが回収された石炭ガス化ガスは、脱じん装置３に導入
されてダストなどが除去され、脱硫装置５に導入されて
硫黄酸化物が除去され、クリーンガスに生成される。こ
うして生成されたクリーンガスは、ガスタービン発電装
置１４に導入され、ガスタービン発電装置１４の燃焼室
で高温燃焼して排ガスを生じさせ、この排ガスがガスタ
ービンを回転させて発電機１６を動作させる。
化剤（空気又は酸素）とがガス化炉装置１の投入口に投
入されると、一酸化炭素及び水素を主成分とする石炭ガ
ス化ガス（燃焼性ガス）が還元雰囲気において生成さ
れ、この石炭ガス化ガスがガスクーラ２で水と蒸気によ
り冷却され、エネルギが蒸気により回収される。エネル
ギが回収された石炭ガス化ガスは、脱じん装置３に導入
されてダストなどが除去され、脱硫装置５に導入されて
硫黄酸化物が除去され、クリーンガスに生成される。こ
うして生成されたクリーンガスは、ガスタービン発電装
置１４に導入され、ガスタービン発電装置１４の燃焼室
で高温燃焼して排ガスを生じさせ、この排ガスがガスタ
ービンを回転させて発電機１６を動作させる。
【００１６】排ガスは、ガスタービン発電装置１４の出
口から排気されるが、いまだ熱を有しているので、排熱
回収ボイラ１２に導入され、水と蒸気により熱が回収さ
れた後、煙突１３から排気される。一方、水・蒸気系
は、排熱回収ボイラ１２とガスクーラ２とにより高温蒸
気（ガスは冷却）となり、蒸気タービン発電装置４に導
入され、蒸気タービン９が回転して発電機１０が動作す
る。
口から排気されるが、いまだ熱を有しているので、排熱
回収ボイラ１２に導入され、水と蒸気により熱が回収さ
れた後、煙突１３から排気される。一方、水・蒸気系
は、排熱回収ボイラ１２とガスクーラ２とにより高温蒸
気（ガスは冷却）となり、蒸気タービン発電装置４に導
入され、蒸気タービン９が回転して発電機１０が動作す
る。
【００１７】ところで、脱硫装置５で生成されたクリー
ンガスは、電力供給の需要に対応する切換弁７、８の切
り換え機能により、ガスタービン発電装置１４と流体貯
蔵手段１７とに対して適宜流出する。すなわち、電力を
あまり必要としない平日の夜間や休日などの場合、従来
とは異なり、発電所が定格運転（原則として１００％、
但し、休日は場合により一部負荷抑制）され、生成され
たクリーンガスは、そのガス化発電相当分（例えば、カ
ロリー比で５０％）が脱硫装置５から切換弁７、及びガ
ス−ガス熱交換器６を順次流通してガスタービン発電装
置１４に流入するとともに、残り（例えば、カロリー比
で５０％）が脱硫装置５から切換弁８を流通して流体貯
蔵手段１７に流入し、温度差により液化した状態で低温
貯蔵される。よって、発電所は、発電出力が低下するも
のの、１００％の定格ベースで運転される。
ンガスは、電力供給の需要に対応する切換弁７、８の切
り換え機能により、ガスタービン発電装置１４と流体貯
蔵手段１７とに対して適宜流出する。すなわち、電力を
あまり必要としない平日の夜間や休日などの場合、従来
とは異なり、発電所が定格運転（原則として１００％、
但し、休日は場合により一部負荷抑制）され、生成され
たクリーンガスは、そのガス化発電相当分（例えば、カ
ロリー比で５０％）が脱硫装置５から切換弁７、及びガ
ス−ガス熱交換器６を順次流通してガスタービン発電装
置１４に流入するとともに、残り（例えば、カロリー比
で５０％）が脱硫装置５から切換弁８を流通して流体貯
蔵手段１７に流入し、温度差により液化した状態で低温
貯蔵される。よって、発電所は、発電出力が低下するも
のの、１００％の定格ベースで運転される。
【００１８】クリーンガスの液化の態様としては、ＣＯ
を主成分としたクリーンガスの液化、メタノールやＤＭ
Ｅ（ジ・メチル・エーテル）などの成分に改質（例え
ば、ＣＯとＨ2とを反応させて生成する）してのクリー
ンガスの液化、又は水素を主成分としたクリーンガスの
液化などがあげられるが、いずれの態様でも良い。な
お、液化の際、液化しにくい水素は燃焼させても良い。
を主成分としたクリーンガスの液化、メタノールやＤＭ
Ｅ（ジ・メチル・エーテル）などの成分に改質（例え
ば、ＣＯとＨ2とを反応させて生成する）してのクリー
ンガスの液化、又は水素を主成分としたクリーンガスの
液化などがあげられるが、いずれの態様でも良い。な
お、液化の際、液化しにくい水素は燃焼させても良い。
【００１９】このようにして液化貯蔵されたクリーンガ
スは、平日の昼間のピーク時になると、気化装置１８で
加圧・気化され、流体貯蔵手段１７からコンバインドサ
イクル１９に供給され、ガスタービン２０が回転して発
電機２１を動作させ、かつ蒸気タービン２３が回転して
発電機２４を動作させる。また、これと同時にピーク時
になると、切換弁７が開放するとともに、切換弁８が閉
そくし、クリーンガスが脱硫装置５から切換弁７、及び
ガス−ガス熱交換器６を順次流通してガスタービン発電
装置１４に全て流入し、発電所が１００％の定格運転で
稼働する。この際、クリーンガスの液化貯蔵は行われな
い。このように、平日の昼間は１００％で運転し、昼間
のピーク時には液化貯蔵分の発電運転をすることができ
るので、１５０％相当のピーク運転が可能になる。
スは、平日の昼間のピーク時になると、気化装置１８で
加圧・気化され、流体貯蔵手段１７からコンバインドサ
イクル１９に供給され、ガスタービン２０が回転して発
電機２１を動作させ、かつ蒸気タービン２３が回転して
発電機２４を動作させる。また、これと同時にピーク時
になると、切換弁７が開放するとともに、切換弁８が閉
そくし、クリーンガスが脱硫装置５から切換弁７、及び
ガス−ガス熱交換器６を順次流通してガスタービン発電
装置１４に全て流入し、発電所が１００％の定格運転で
稼働する。この際、クリーンガスの液化貯蔵は行われな
い。このように、平日の昼間は１００％で運転し、昼間
のピーク時には液化貯蔵分の発電運転をすることができ
るので、１５０％相当のピーク運転が可能になる。
【００２０】前記構成によれば、電気に変わるエネルギ
を電気の貯蔵と同様に取り扱うことができ、しかも、中
規模石炭火力並で運用することができる。また、電力を
あまり必要としない夜間や休日においても、発電所は定
格運転を行うことができるので、常時高効率の運転が可
能になり、これを通じて年間の石炭使用量を大幅に削減
することができる（この点につき、図２及び図３参
照）。また、年間を通しての高効率運転が可能なので、
同容量の発電出力の石炭火力、及び石炭ガス化発電所に
比べ、環境問題であるＣＯ2の排出量の大幅な削減が期
待できる。
を電気の貯蔵と同様に取り扱うことができ、しかも、中
規模石炭火力並で運用することができる。また、電力を
あまり必要としない夜間や休日においても、発電所は定
格運転を行うことができるので、常時高効率の運転が可
能になり、これを通じて年間の石炭使用量を大幅に削減
することができる（この点につき、図２及び図３参
照）。また、年間を通しての高効率運転が可能なので、
同容量の発電出力の石炭火力、及び石炭ガス化発電所に
比べ、環境問題であるＣＯ2の排出量の大幅な削減が期
待できる。
【００２１】また、自己完結型の電力貯蔵技術のため、
自己が発電した電力により液化貯蔵することができ、送
電線から電力を供給されて貯蔵する他の電力貯蔵システ
ムに比べ、きわめて経済的である。また、発電所の設備
内に液化貯蔵するので、発電所の地下などを有効に使用
することができ、スペースの効率的な運用が可能にな
る。さらに、容量が中規模であるため、電力を多量に消
費する都市郊外のピーク対応用の発電所として非常に有
効である。さらにまた、石炭ガス化ガスの供給事業への
展開、メタノール、ジメチルエーテルなどへの改質、あ
るいは製造事業、供給事業、又は水素供給事業への応用
も可能である。
自己が発電した電力により液化貯蔵することができ、送
電線から電力を供給されて貯蔵する他の電力貯蔵システ
ムに比べ、きわめて経済的である。また、発電所の設備
内に液化貯蔵するので、発電所の地下などを有効に使用
することができ、スペースの効率的な運用が可能にな
る。さらに、容量が中規模であるため、電力を多量に消
費する都市郊外のピーク対応用の発電所として非常に有
効である。さらにまた、石炭ガス化ガスの供給事業への
展開、メタノール、ジメチルエーテルなどへの改質、あ
るいは製造事業、供給事業、又は水素供給事業への応用
も可能である。
【００２２】次に、図４は本発明の第２の実施形態の一
例を示すもので、この場合には、生成されたクリーンガ
スのガス化発電相当分を脱硫装置５から切換弁７、及び
ガス−ガス熱交換器６を順次流通してガスタービン発電
装置１４に流入させるとともに、残りを脱硫装置５から
切換弁８を流通して流体貯蔵手段１７に流入させ、気体
（クリーンガス中から分離処理された水素ガスなど）の
状態でそのまま貯え、平日の昼間のピーク時に、貯蔵し
たクリーンガスを流体貯蔵手段１７からコンバインドサ
イクル１９に供給して発電するようにしている。その他
の部分については、前記実施形態と同様であるので説明
を省略する。本実施形態においても、前記実施形態と同
様の作用効果が期待でき、しかも、気化装置１８を省略
することができるので、コストや設備の削減などを図る
ことができるのは明らかである。
例を示すもので、この場合には、生成されたクリーンガ
スのガス化発電相当分を脱硫装置５から切換弁７、及び
ガス−ガス熱交換器６を順次流通してガスタービン発電
装置１４に流入させるとともに、残りを脱硫装置５から
切換弁８を流通して流体貯蔵手段１７に流入させ、気体
（クリーンガス中から分離処理された水素ガスなど）の
状態でそのまま貯え、平日の昼間のピーク時に、貯蔵し
たクリーンガスを流体貯蔵手段１７からコンバインドサ
イクル１９に供給して発電するようにしている。その他
の部分については、前記実施形態と同様であるので説明
を省略する。本実施形態においても、前記実施形態と同
様の作用効果が期待でき、しかも、気化装置１８を省略
することができるので、コストや設備の削減などを図る
ことができるのは明らかである。
【００２３】次に、図５は本発明の第３の実施形態を示
すもので、この場合には平日の昼間のピーク時に、液化
貯蔵した水素ガスを気化装置１８で加圧・気化させ、流
体貯蔵手段１７から水素・一酸化炭素ガスをコンバイン
ドサイクル１９と周知のりん酸形燃料電池からなる燃料
電池２６とにそれぞれに供給して発電するようにしてい
る。その他の部分については、前記実施形態と同様であ
るので説明を省略する。
すもので、この場合には平日の昼間のピーク時に、液化
貯蔵した水素ガスを気化装置１８で加圧・気化させ、流
体貯蔵手段１７から水素・一酸化炭素ガスをコンバイン
ドサイクル１９と周知のりん酸形燃料電池からなる燃料
電池２６とにそれぞれに供給して発電するようにしてい
る。その他の部分については、前記実施形態と同様であ
るので説明を省略する。
【００２４】本実施形態においても、前記実施形態と同
様の作用効果が期待でき、しかも、燃料電池２６を使用
するので、環境保全性、部分負荷特性、及び負荷追随性
を著しく向上させることが可能となり、さらには立地上
の融通性にも富む。また、燃料電池２６に負荷変動を分
担させ、他の発電機１０、１６、２１、２４を高効率定
格運転で運用すれば、系統全体の効率向上を図ることが
できる。さらに、性能が規模に依存せず、モジュール構
成なので、都市内への小規模分散配置も可能となる。な
お、コンバインドサイクル１９を省略し、流体貯蔵手段
１７から水素・一酸化炭素ガスを燃料電池２６に供給し
て発電しても良い。
様の作用効果が期待でき、しかも、燃料電池２６を使用
するので、環境保全性、部分負荷特性、及び負荷追随性
を著しく向上させることが可能となり、さらには立地上
の融通性にも富む。また、燃料電池２６に負荷変動を分
担させ、他の発電機１０、１６、２１、２４を高効率定
格運転で運用すれば、系統全体の効率向上を図ることが
できる。さらに、性能が規模に依存せず、モジュール構
成なので、都市内への小規模分散配置も可能となる。な
お、コンバインドサイクル１９を省略し、流体貯蔵手段
１７から水素・一酸化炭素ガスを燃料電池２６に供給し
て発電しても良い。
【００２５】次に、図６は本発明の第４の実施形態を示
すもので、この場合には前記構成の石炭ガス化複合発電
システム２７と、ガス焚き複合発電システム２８とを組
み合わせるようにしている。同図中、２９は脱硫装置５
を含むガス精製装置、３０はポンプである。その他の部
分については、前記実施形態と同様であるので説明を省
略する。本実施形態においても、前記実施形態と同様の
作用効果が期待できるのは明白である。
すもので、この場合には前記構成の石炭ガス化複合発電
システム２７と、ガス焚き複合発電システム２８とを組
み合わせるようにしている。同図中、２９は脱硫装置５
を含むガス精製装置、３０はポンプである。その他の部
分については、前記実施形態と同様であるので説明を省
略する。本実施形態においても、前記実施形態と同様の
作用効果が期待できるのは明白である。
【００２６】なお、前記実施形態では石炭を単に示した
が、無煙炭、れき青炭、亜れき青炭、又はかっ炭などの
各種の石炭を適宜使用することができる。また、蒸気タ
ービン９、２３には、衝動タービン、反動タービン、又
は混式タービンなどの種類があるが、いずれのタイプで
も良い。また、脱じん装置３や脱硫装置５にも各種の種
類があるが、いずれのタイプでも良い。また、ガスター
ビン発電装置１４、蒸気タービン発電装置４、又は流体
貯蔵手段１７は、適宜増減することができる。さらに、
コンバインドサイクル１９の蒸気タービン２３を省略
し、コンバインドサイクル１９をガスタービン２０の単
独発電としても良いのはいうまでもない。
が、無煙炭、れき青炭、亜れき青炭、又はかっ炭などの
各種の石炭を適宜使用することができる。また、蒸気タ
ービン９、２３には、衝動タービン、反動タービン、又
は混式タービンなどの種類があるが、いずれのタイプで
も良い。また、脱じん装置３や脱硫装置５にも各種の種
類があるが、いずれのタイプでも良い。また、ガスター
ビン発電装置１４、蒸気タービン発電装置４、又は流体
貯蔵手段１７は、適宜増減することができる。さらに、
コンバインドサイクル１９の蒸気タービン２３を省略
し、コンバインドサイクル１９をガスタービン２０の単
独発電としても良いのはいうまでもない。
【００２７】
【発明の効果】以上のように請求項１ないし４記載の発
明によれば、年間を通しての仕上がり効率を向上させ、
石炭ガス化発電の高効率を維持することができるという
効果がある。さらに、請求項５記載の発明によれば、燃
料電池は規模の制約がなく、環境保全性に優れ、しか
も、部分負荷特性や負荷追随性が良いので、熱併給に適
切な発電装置を提供することができる。
明によれば、年間を通しての仕上がり効率を向上させ、
石炭ガス化発電の高効率を維持することができるという
効果がある。さらに、請求項５記載の発明によれば、燃
料電池は規模の制約がなく、環境保全性に優れ、しか
も、部分負荷特性や負荷追随性が良いので、熱併給に適
切な発電装置を提供することができる。
【図１】本発明に係る石炭ガス化発電システムの実施形
態を示す説明図である。
態を示す説明図である。
【図２】本発明に係る石炭ガス化発電システムにおける
一日当たりの負荷パターンを示す説明図である。
一日当たりの負荷パターンを示す説明図である。
【図３】本発明に係る石炭ガス化発電システムにおける
一日当たりの負荷パターンを示す説明図である。
一日当たりの負荷パターンを示す説明図である。
【図４】本発明に係る石炭ガス化発電システムの第２の
実施形態を示す説明図である。
実施形態を示す説明図である。
【図５】本発明に係る石炭ガス化発電システムの第３の
実施形態を示す説明図である。
実施形態を示す説明図である。
【図６】本発明に係る石炭ガス化発電システムの第４の
実施形態を示す説明図である。
実施形態を示す説明図である。
【図７】従来の石炭ガス化発電システムを示す説明図で
ある。
ある。
【図８】従来の石炭ガス化発電システムにおける一日当
たりの負荷パターンを示す説明図である。
たりの負荷パターンを示す説明図である。
【図９】従来の石炭ガス化発電システムにおける一日当
たりの負荷パターンを示す説明図である。
たりの負荷パターンを示す説明図である。
１ ガス化炉装置 ２ ガスクーラ ３ 脱じん装置 ４ 蒸気タービン発電装置 ５ 脱硫装置（ガス精製装置） １２ 排熱回収ボイラ １４ ガスタービン発電装置 １７ 流体貯蔵手段 １８ 気化装置 １９ コンバインドサイクル（発電手段） ２０ ガスタービン ２１ 発電機 ２３ 蒸気タービン ２４ 発電機 ２６ 燃料電池 ２９ ガス精製装置
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｃ１０Ｊ 3/86 Ｃ１０Ｊ 3/86 Ｃ１０Ｋ 3/00 Ｃ１０Ｋ 3/00 Ｆ０１Ｋ 23/10 Ｆ０１Ｋ 23/10 Ｔ Ｆ０２Ｃ 6/18 Ｆ０２Ｃ 6/18 Ａ 7/22 7/22 Ｄ
Claims (5)
- 【請求項１】 石炭とガス化剤とをガス化炉装置で燃焼
させて燃焼性ガスを生じさせ、この燃焼性ガスをガス精
製装置でクリーンガスに精製し、このクリーンガスでガ
スタービン発電装置を動作させる石炭ガス化発電システ
ムであって、 低負荷時に前記クリーンガスを流体化させて貯える流体
貯蔵手段と、高負荷時に該流体貯蔵手段から気化して供
給されたガスを用いて発電する発電手段とを含んでなる
ことを特徴とする石炭ガス化発電システム。 - 【請求項２】 前記燃焼性ガス用のガスクーラと、冷却
された該燃焼性ガス用の脱じん装置と、該燃焼性ガス中
の硫黄酸化物を除去する脱硫装置とを含んでなる請求項
１記載の石炭ガス化発電システム。 - 【請求項３】 前記ガスタービン発電装置からでる高温
排気に水・蒸気を導いて熱回収し、発生した蒸気を前記
ガスクーラに供給する排熱回収ボイラと、前記ガスクー
ラから供給された高温蒸気で蒸気タービンを回転させて
発電機を動作させる蒸気タービン発電装置とを含んでな
る請求項２記載の石炭ガス化発電システム。 - 【請求項４】 前記発電手段は、該流体貯蔵手段から供
給されたガスで回転するタービンと、このタービンの回
転で動作する発電機とを含んでなる請求項１ないし３記
載の石炭ガス化発電システム。 - 【請求項５】 前記発電手段は、該流体貯蔵手段から水
素・一酸化炭素ガスが供給される燃料電池を備えてなる
請求項１ないし４記載の石炭ガス化発電システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6498398A JPH11257094A (ja) | 1998-03-16 | 1998-03-16 | 石炭ガス化発電システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6498398A JPH11257094A (ja) | 1998-03-16 | 1998-03-16 | 石炭ガス化発電システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11257094A true JPH11257094A (ja) | 1999-09-21 |
Family
ID=13273814
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6498398A Pending JPH11257094A (ja) | 1998-03-16 | 1998-03-16 | 石炭ガス化発電システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11257094A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010505026A (ja) * | 2006-09-29 | 2010-02-18 | ケロッグ ブラウン アンド ルート エルエルシー | 合成ガスの製造方法 |
| CN102168608A (zh) * | 2010-11-24 | 2011-08-31 | 杜志刚 | 利用火力发电废气作为等离子火炬惰气源并同时燃烧分解粉煤灰再造燃气发电的方法 |
| CN102212396A (zh) * | 2011-05-04 | 2011-10-12 | 南京航空航天大学 | 带co2捕集的煤气化费托合成燃料联产电***及方法 |
| CN103409166A (zh) * | 2013-08-10 | 2013-11-27 | 山西鑫立能源科技有限公司 | 连续外热式水煤气气化炉 |
| WO2014045871A1 (ja) * | 2012-09-21 | 2014-03-27 | 三菱重工業株式会社 | 液体燃料を製造するとともに発電する方法およびシステム |
| JP2014177652A (ja) * | 2006-05-01 | 2014-09-25 | Lpp Combustion Llc | 燃焼用液体炭化水素燃料の生成および気化のための統合システムおよび方法 |
| CN109111075A (zh) * | 2018-08-31 | 2019-01-01 | 上海锅炉厂有限公司 | 污泥干化气化耦合燃煤发电***及其工艺方法 |
| WO2020006994A1 (zh) * | 2018-07-06 | 2020-01-09 | 北京航天迈未科技有限公司 | 一种带辐射换热的气化炉及气化方法 |
-
1998
- 1998-03-16 JP JP6498398A patent/JPH11257094A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014177652A (ja) * | 2006-05-01 | 2014-09-25 | Lpp Combustion Llc | 燃焼用液体炭化水素燃料の生成および気化のための統合システムおよび方法 |
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| JP2014111768A (ja) * | 2006-09-29 | 2014-06-19 | Kellogg Brown & Root Llc | 合成ガスの製造方法 |
| CN102168608A (zh) * | 2010-11-24 | 2011-08-31 | 杜志刚 | 利用火力发电废气作为等离子火炬惰气源并同时燃烧分解粉煤灰再造燃气发电的方法 |
| CN102212396A (zh) * | 2011-05-04 | 2011-10-12 | 南京航空航天大学 | 带co2捕集的煤气化费托合成燃料联产电***及方法 |
| WO2014045871A1 (ja) * | 2012-09-21 | 2014-03-27 | 三菱重工業株式会社 | 液体燃料を製造するとともに発電する方法およびシステム |
| JP2014062499A (ja) * | 2012-09-21 | 2014-04-10 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 液体燃料を製造するとともに発電する方法およびシステム |
| US9611438B2 (en) | 2012-09-21 | 2017-04-04 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Method and system for producing liquid fuel and generating power |
| CN103409166A (zh) * | 2013-08-10 | 2013-11-27 | 山西鑫立能源科技有限公司 | 连续外热式水煤气气化炉 |
| WO2020006994A1 (zh) * | 2018-07-06 | 2020-01-09 | 北京航天迈未科技有限公司 | 一种带辐射换热的气化炉及气化方法 |
| CN109111075A (zh) * | 2018-08-31 | 2019-01-01 | 上海锅炉厂有限公司 | 污泥干化气化耦合燃煤发电***及其工艺方法 |
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