JPH04191418A - Ｃｏ↓２回収発電プラント - 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、発電プラントの０２の補充位置の改善を図っ
たＣＯ！回収発電プラントに関する。

従来の技術 第２図〜第４図は、従来より用いられている３っの異な
るガスタービンコンバインドサイクルプラントのＣＯ２
回収発電プラントの系統を示す。

まず第２図において、１は圧縮機、２はガスタービン、
３は燃焼器、４は発電機、５は排熱回収ボイラ、６は煙
突である。

上記の構成において、圧縮機１に吸込まれた空気は圧縮
され、その一部はガスタービン２の翼冷却用に供される
ために抽出ライン７を介して抽出され、残りは燃焼器３
に人′うて燃焼を助は高温ガスとなってガスタービン２
に入り、膨張して発電機４および圧縮機１の駆動動力と
なる。

そして、ガスタービン２から排出されたガスは、排熱回
収ガスボイラ５で蒸気発生の熱源に供された後、回収す
ることなく煙突６から大気中に放出される。この場合、
放出されるガス成分は窒素ガス（以下Ｎｔという）とＣ
Ｏ，で、ＣＯ，濃度は５％程度である。

次に、第３図に示すものは酸素富化燃焼方式と呼ばれる
ＣＯ！回収発電システムで、第２図と同一要素には同一
符号を付して璽複する説明は省略するが、８は排熱回収
ボイラ５の後段に配置された凝縮器（コンデンサ）、９
は凝縮器８の後段に配置されたＣ　Ｏｔガス分離回収装
置である。また、１０は凝縮器８からのＣｏ２＋Ｎ、ガ
スを圧縮機１に注入する循環系統であり、この循環系統
１０を介して０２製造装置１１で製造された０２が圧縮
機ｌに注入される。

上記の構成によれば、ガスタービン２から排出されたガ
スは、排熱回収ボイラ５で蒸気発生に供された後、排ガ
ス凝縮器８で冷却されて水分を取り除かれ、循環系統ｌ
Ｏを通って再び圧縮機１に注入される。

この酸素富化燃焼方式では、ガスタービン２から排出さ
れるガスは燃焼器３で燃焼した際に０２を消費しており
、その後排ガス凝縮器８で水分を取り除かれるため、Ｃ
Ｏ２とＮ２を主成分とするガスが循環する。そして、圧
縮機１の入口には０２製造装置（酸素富化装置）１１が
設けられているため、０．の濃い空気を補給して燃焼で
消費された０２を補い、常に圧縮機１の吸込みガスを平
行状態に保っている。

この０２製造装置１１は、０２濃度が低くて良いため動
力は比較的に小さくて済む。また、０２を補給し燃焼を
続けると系内圧力は上昇するので、余剰ガスとしてＣＯ
２を分離回収装置９で回収する。この余剰ガス濃度は供
給０２濃度７０％にて約５０％濃度となっていて、分離
回収に比較的大きな動力を必要とする。

また、熱化合によりＮ２成分が硝酸化合物（以下ＮＯｘ
という）を発生する。

次に、第４図に示すものはアルゴンヌ方式と呼ばれるＣ
Ｏ２回収発電システムで、循環系統に配列される機器は
上記酸素富化燃焼方式と全く同一であるが、この方式に
おいては、燃焼で消費される０２の補給方式として０２
製造装置１１の純０２を圧縮機１の入口に補給する点が
異なっている。

そして、この方式においては、０２製造装置１１の動力
の消費が大きく、また燃焼後のガスタービンの作動流体
はＣＯ２が主体であり、余剰ガス２のＣＯ２濃度は約８
３％程度である。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、上記の従来例においては、次のような欠
点がある。

即ち、第２図に示すガスタービンコンバインドシステム
によれば、排気のＣＯ２濃度は５％程度であることから
、ＣＯ２の分離回収には大きな動力を必要とする。

また、第３図に示す酸素富化燃焼方式によれば、補充ガ
スがＯ！の濃度の高い空気であるため、燃焼後のガスタ
ービン２の作動流体はＣＯ２とＮ２が主成分であり、余
剰ガスのＣＯ２濃度が約５０％と低く、ＣＯ２分離回収
装置９を必要とする。

また、熱化合によりＮＯｘが発生するのでＮＯｘ対策が
必要となる。

さらに、第４図に示すアルゴンヌ方式によれば、純０□
の補充を圧縮機１の吸込み側で行うので、ガスタービン
２の翼冷却用ガスを圧縮機１の吐出口から抽出する際、
燃焼に供されない０．も抽出されるので、Ｏ１製造装置
１１の動力損失となる。

また、排気ガスの中に０２が入るので、それだけ余剰ガ
スのＣＯ２濃度が低下する。

本発明は、このような従来技術の課題を解決するために
なされたもので、ＣＯ２ガスの回収率を上げ、０２製造
装置の動力損失を減らすと共に、有害なガスの発生のな
いｃｏ２回収発電プラントを提供することを目的とする
。

課題を解決するための手段 上記の課題を解決するために、本発明は、ｃｏ２回収発
電プラントにおいて、ｏ２製造装置により製造されたｏ
２を圧縮する押込用圧縮機と、該押込用圧縮機からの０
２と燃料を供給されて加圧ガス中で燃焼させる燃焼器と
、該燃焼器がらの高温ガスが供給されて回転するガスタ
ービンと、該ガスタービンがらの排ガスが供給される排
熱回収ボイラと、該排熱回収ボイラからの排ガスを凝縮
する凝縮器と、該凝縮器からの排ガスの一部が供給され
、その排ガスを圧縮して前記ガスタービンに供給する圧
縮器とを具備したものである。

作用 上記の手段によれば、ｏ２製造装置で製造された純０２
を押込用圧縮機で燃焼器に直接供給する。

このため、圧縮機に吸い込まれるガスはＣＯ２のみとな
り、圧縮機の吐出口から抽出されてガスタービン翼冷却
用に供されるガスもＣＯ２のみとなり、ガスタービンへ
の０２の混入がない。そして、残りは燃焼器に入り、０
２製造装貨から送られる純０２と混合し燃焼する。従っ
て、製造された純０２は全て燃焼のために供される。

実施例 以下第１図を参照して本発明の一実施例について詳述す
る。

第１図において、第２図〜第４図と同一要素には同一符
号を付して重複する説明は省略するが、本発明において
は、０！製造装璽１１の後段に押込用圧縮機１２を設け
、この押込圧縮機１２により圧縮されたＯ！を燃焼器３
に直接供給するようにしている。

上記の構成によれば、圧縮機１に吸い込まれたＣＯ７は
圧縮されて一部がタービン翼冷却用ガス抽出ライン９を
通ってガスタービン２に入り、残りのＣＯ２は燃焼器３
に入る。また、０２製造装置１１で製造された純０２が
、押込用圧縮機１２で圧縮されて燃焼器３に入り、燃料
及びＣＯ３と混合して燃焼し、高温ガス（Ｃｏｗ）とな
る。この高温ガスは、ガスタービン２に送られ１脹して
発電機４及び圧縮機１の動力源となる。

そして、ガスタービン２の排気ガスは、排熱回収ボイラ
５で蒸気製造に熱利用された後、排ガス凝縮器８で冷却
されて水分を除去され循環ガスとなり、再び圧縮機１の
吸い込みガスとして循環する。循環ガス（Ｃｏｔ）とし
て循環する際、０゜補充により余剰となったＣＯ！は余
剰ガスとして回収される。

なお、本発明においては、油、メタノール、天然ガス、
ＬＰＧ等、水素と炭素の化合物から成る燃料及びＣＯと
Ｈ！を主成分とするガス（高炉ガス、転炉ガス、石油化
学プラントの副生ガス等）などの広範囲の燃料を使用す
ることができるものである。

発明の効果 以上、述べたように本発明によれば、 （１）ガスタービンの排気ガス中に０２の混入がなく、
濃度の高いＣＯ，（約９４％）であるため、余剰ガスと
して回収する際、ＣＯ２分離回収装置を必要としない上
に、回収率が高い： （２）燃焼以外に０２を消費しないので、０．製造装置
の動力損失を軽減することができる：（３）補充ガスが
純０□であるため、Ｎ２成分がなく、ＮＯｘなど有害な
ガスを発生しない：等の顕著な効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すＣ０２回収発電プラン
トの構成図、第２図、第３図及び第４図はそれぞれ３つ
の異なる従来例を示す構成図である。 １・・圧縮機、２・・ガスタービン、３・・燃焼器、４
・・発電機、５・・排熱回収ボイラ、７・・抽出ライン
、８・・凝縮器、１０・・循環系統、１１・・０□製造
装置、１２・・押込用圧縮機。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. Ｏ＿２製造装置により製造されたＯ＿２を圧縮する押込
   用圧縮機と、該押込用圧縮機からのＯ＿２と燃料を供給
   されて加圧ガス中で燃焼させる燃焼器と、該燃焼器から
   の高温ガスが供給されて回転するガスタービンと、該ガ
   スタービンからの排ガスが供給される排熱回収ボイラと
   、該排熱回収ボイラからの排ガスを凝縮する凝縮器と、
   該凝縮器からの排ガスの一部が供給され、その排ガスを
   圧縮して前記ガスタービンに供給する圧縮器とを具備し
   たことを特徴とするＣＯ＿２回収発電プラント。