JPS6357825A - 石炭ガス化発電装置 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は石炭ガス化装置に供給される酸素又は空気等の
酸化剤の製造装置を備えた石炭ガス化発電装置に関する
。

〔従来の技術〕　　　゛ 第６図は本発明者らが先に出願した特願昭６０−１０４
７２９号明細書及び６０−１０４７３０号明細書に添付
した図である。この第６図において、石炭ガス化装置１
で生成された石炭ガス化ガスａのうち、硫化水素、へ口
ｒンーダーストなどの不純物は、クリーンアップ装置２
で除去され、ついで電力需要の多い昼間などは、発電装
置５に導かれ発電に供するが、電力需要の少ない夜間な
どは、メタノール合成装置３に導かれメタノール製造に
供される。又、製造貯蔵されたメタノールＣは電力需要
の多い昼間など上記石炭ガス化ガス凰と同様発電装置５
に導かれ発電に供するものである。

なおメタノールＣを発電装置５に導くに際しては、直接
発電装置５に入れる場合もあるが、メタノール改質装置
６によりＣＯとＨ２とに分解しであるいはスチームリフ
ォーミングによりＣＯ□とＨ２とに改質してそれぞれ使
用することもできる。上記発電装置５としてはガスター
ビンコンバインド発電装置又は燃料電池発電システムな
どが用いられる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記石炭ガス化装置１が必要とする酸素・を製造するた
めに酸素製造装置７を用いており、このため例えばガス
タービンコンバインド発電プラントの場合では約１０％
の動力を必要としている。

この補機動力は、従来技術では電力需要の多少にかかわ
らず、常に石炭ガス化装置１と同一負荷で運転すること
になりピークロード用の発電装置５としての経済性が大
きく損なわれ実用化上での大きな問題点でありこれを解
消させる必要がある。

一方、石炭ガス化装置Ｊが空気ｆの吹き込みの場合も同
様な問題があった。

そこで、本発明は負荷の平準化が図れ、電力需要の多い
時に補機動力を大幅に削減でき、経済性が向上し、実用
的な石炭ガス化発電装置を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

そこで本発明は、上記の目的を達成する之め、次の供給
された石炭を可燃ガスにガス化する石炭がス化装置と、
この石炭ガス化装置で生成された上記ガスが通り同ガス
中の硫化水素等の不純物を除去するクリーンアップ装置
と、このクリーンアップ装置でクリーンアップされたガ
スを供給して発電する発電装置とから成るガスタービン
発電システムにおいて、上記石炭ガス化装置が必要とす
る酸素又は空気を夜間等の電力需要の少ないときに製造
、貯蔵し、昼間等の電力需要の多いときには上記貯蔵さ
れた酸素又は空気を上記石炭ガス化装置に供給可能な酸
化剤製造装置を備えたものである。

〔作用〕

上記のように構成することにより、電力需要の少い夜間
等に酸素を余分に生産し貯蔵でき、且つ電力需要の多い
昼間等に送電電力を１〜１０％増大させ、ビークロード
用発電装置としての実用化が大いに可能となる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する
が、はじめに第１図および第２図により一実施例につい
て説明する。第１図、第２図はいずれも同−設備を示し
てい°るが、第１図は夜間等の電力需要の少ないときの
系統を実線で示し、第２図は昼間等の電力需要の多いと
きの系統を実線に示している。石炭ｄと酸素０２又は空
気等の酸化剤石炭ガス化装置Ｊに供給して内部で反応さ
せ、石炭ガス化がスａを生成し、この石炭ガス化ガスａ
をクリーンアップ装置２において硫化水素等の不純物を
除去し、クリーンアップガスｂｔ−生成するようになっ
ている。上記クリーンアップ装置２により生成したクリ
ーンアップガスｂを、発電装！Ｊ！ｔ５へ供給するガス
流路を２つのガス流路１４゜１５に分岐し、この分岐し
た一方のガス流路１４に切替弁１２を介して発電装置５
に接続し、残りの分岐ガス流路Ｊ５に切替弁１３を介す
るとともに、同流路の途中にメタノール合成装置３、メ
タノール貯蔵タンク４およびメタノール改質装置６を頭
に接続した後、上記発電装置５に接続しである。

従って、第１図において、石炭ガス化装置１で生成され
た石炭ガス化ガスａ中の硫化水素をクリーンアップ装置
２で除去し、２つに分岐し九一方のガス流路１５を介し
てガス１５１Ｌを発電装置５へ供給する一方、発電装置
５の休止時もしくは負荷低下時には、クリーンアップさ
れたガス１４ｍを分岐した残りのガス流路Ｊ４を通して
メタノール合成装ｆｌｉ３へ導き、触媒の存在で該がス
１４ｈ中の一酸化炭素と水素とを反応させ、メタノール
を合成し、メタノール貯蔵タンク４に貯蔵する。

従って、第２図に図示する如く負荷増大時には、メタノ
ール貯蔵タンク４内の貯蔵メタノールＣを必要量だけ触
媒の存在下でメタノール改質装置６にて改質を行なわせ
しめ、化学式（１）に従って一酸化炭素と水素の生成ガ
スｇｋ生成させる。

ＣＨ，ＯＨ→ｃｏ　＋　２Ｈ２（ｔ） その後、生成ガスｇは石炭がス化ガスａからのクリーン
アップがスｂと併用して発電装置５へ供給する。

一方、酸素製造装置７からの酸素ｅのうち必要量のみが
切替弁Ｊ２を介して石炭ガス化装置１に導かれ、余分な
酸素ｅは酸素貯蔵タンク８に貯えられる。

第２図においては酸素製造装置７およびメタノール合成
装置３は休止しておし、このかわりにメタノール改質装
置６および発電装置５が稼動している。他の実施例とし
てぽ第３図に図示する如く設置場所に適轟な圧縮空気貯
蔵槽１０が得られる場合に酸素製造装置７のかわりに空
気圧縮機９か又は酸素貯蔵タンク８のかわりに圧縮空気
貯蔵槽１０が用いられる。そこで１日でθ〜６．１８〜
２４時を電力需要の少ない時又、６〜１８時を電力需要
の多い時とした場合の各タンクへのメタノール及び酸素
貯蔵量の関係を示すと第４図のようになり、又送電電力
の一例を横軸に時間をとって表わすと第５図のようにな
る。

なお、第５図において、１点鎖線はメタノール合成装置
３、メタノール貯蔵タンク４及びメタノール改質装置６
のないベースロード用石炭ガス化ガス発電装置の場合を
示し、その時の発生電力を１００％としており、破線は
第６図の先願の場合を示している。この図から明らかな
ように本実施例の場合発生電力は約２００％となり、し
かも発生電力量は殆ど変化しない。

なお、上記切替弁１２，１２．２３を切替ることにより
第１図の電力需要の少ない時の系統と第２図の電力需要
の多い時の系統の切替えられる＠〔実験例１〕 第１図に図示のシステムにおいて、３１１，２７０ｋｖ
Ｈｒのニルメロ炭を石炭ガス化装ｆ１に供給し、ガス化
した石炭ガス化ガスａの組成は第１辰の通りであった。

第　　１　　表 １之、クリーンアップ装置２で脱硫されたクリーンアッ
プガスｂの組成は第２底の通りであった。

第　　２　　安 次に上記組成のガスｂを２０ａｔａ、５９０ｔ：に減圧
昇温して、発電装置５へ供給したところ発電量は１２０
０鼎であった。

一方、第２図に図示する如く発電装置４が休止した際に
は、第２表に示す組成のガスｂを１００凰ｔａ　、　３
００℃に加圧冷却してＺｎ−Ｃｒ系触媒を充填したメタ
ノール合成装置３へ供給した。この際メタノール合成装
置３には、化学式（２）を生ぜしめルシフトコンバータ
ーを内蔵しており、がスフ４＆中の一酸化炭素の一部は
、水素に転換され、化学式（３）に従りてメタノールを
合成する。

ｃｏ　　＋　Ｈ２Ｏ：　ｃｏ２＋　Ｈ２（２）ｃｏ　　
＋　２Ｈ２：　ＣＨ３０Ｈ（ａ）この場合、メタノール
合成装置３でのＣＯに対する転換率は、９０チであった
０次に第２図に図示する如くメタノール貯蔵タンク４内
に貯蔵したメタノールの一部を昇温加圧し、メタノール
改質装置６で圧力１５　ａｔａ　＃温度２５０’Ｃの条
件がつニッケル・銅系の触媒の存在下で、転化率９８％
で一酸化炭素と水素の生成ガスｇを生成し、この生成が
スｇを発電装置５へ供給した。

〔実験例２〕 第１図に図示のシステムにおいて、４１　ｔｏｎ、／）
（ｒの太平洋炭を石炭ガス化装置１に供給してガス化し
たところ、石炭ガス化装置ｌ出口のガス２組成は、第３
表の通りであった。

第　　３　　底 なお、クリーンアップ装置２で硫化されたクリーンアッ
プ装置ｂの組成は第４表の通りであった。

第　　４　　表 次に上記組成のガスｂを昇温してｌ　５　ａｔａ　ａ５
９０℃とし、発電装置５へ供給したところ、発電量は１
００鼎であっ喪。

一方、第２図に図示する如く発電装置５が休止または負
荷低下時には、第４表に示す組成のガスｂを５０　ａｔ
ｅ　＊　２５０℃に加圧加温して、Ｃｕ−Ｚｎ系触媒を
充填したメタノール合成装置３へ襖絵した。この場合の
ＣＯに対するメタノール合成転換率は、８５％であった
。

次に第２図に図示する如くメタノール貯蔵タンク４内に
貯蔵したメタノールの一部を昇温加圧し、メタノール改
質装置６で圧力１７　ａｔａ　、温度２５０℃の条件、
かつニッケル鋼系の触媒の存在下で、転化率９５％で、
−酸化炭素と水素の生成ガスｇを生成し、この生成ガス
ｇを発電装置５へ供給した。

〔実験例３〕 以上述べた本発明の実施例によれば１ ．２）夜間等電力需要の少ない時に、電力を使うので負
荷平準化が図れる。

２）昼間等電力需要の多い時に補機動力を大幅に削減で
きピークロード発電設備として経済性が高まる。

〔発明の効果〕

以上述べた本発明によれば、供給された石炭を可燃ガス
にガス化する石炭ガス化装置と、この石炭ガス化装置で
生成された上記ガスが通り同ガス中の硫化水素等の不純
物を除去するクリーンアップ装置と、このクリーンアッ
プ装置でクリーンアツグされたがスを供給して発電する
発電装置とかう成るガスタービン発電システムにおいて
、上記石炭ガス化装置が必要とする酸素又は空気を夜間
等の電力需要の少ないときに製造、貯蔵し、昼間等の電
力需要の多いときには上記貯蔵された酸素又は空気を上
記石炭ガス化装置に供給可能な酸化剤製造装置を備えた
ので、負荷の平準化が図れ、電力需要の多い時に補助動
力を大幅に削減でき、経済性が向上し、実用的な石炭ガ
ス化発電装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】 第１図、第２図、第３図はいずれも本発明の異るビーク
ロード用の石炭がス化発電装置の系統図、第４．５図は
同実施例の作用を説明するためのメタノールおよび酸素
の貯蔵量及び送電及び受ｔａ力の時間変化の例を示す図
、第６図は従来の石炭ガス化発電装置の一例を示す系統
図である。 １・・・石炭ガス化装置、２・・・クリーンアップ装置
、３・・・メタノール合成装置、４・・・メタノール貯
蔵タンク、５・・・発電装置、６・・・メタノール改質
装置、７・・・酸素製造装置、８・・・酸素貯蔵タンク
、９・・・空気圧縮機、１０・・・圧縮空気貯蔵槽、λ
１・・・酸素もしくは圧縮空気ラインの切替弁、１２９
２３・・・クリーンアップガス供給ラインの切替弁、１
・・・石炭ガス化ガス、ｂ・・・クリーンアップガス、
Ｃ・・・メタノール、ｄ・・・石炭、６・・・酸素、ｆ
・・・空気。 出願人復代理人　弁理士　鈴　江　武　彦第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 供給された石炭を可燃ガスにガス化する石炭ガス化装置
   と、この石炭ガス化装置で生成された上記ガスが通り同
   ガス中の硫化水素等の不純物を除去するクリーンアップ
   装置と、このクリーンアップ装置でクリーンアップされ
   たガスを供給して発電する発電装置とから成るガスター
   ビン発電システムにおいて、上記石炭ガス化装置が必要
   とする酸素又は空気を夜間等の電力需要の少ないときに
   製造、貯蔵し、昼間等の電力需要の多いときには上記貯
   蔵された酸素又は空気を上記石炭ガス化装置に供給可能
   な酸化剤製造装置を備えた石炭ガス化発電装置。