JPH0626362A - Ｃｏ▲２▼ガスタービンサイクル - Google Patents
Ｃｏ▲２▼ガスタービンサイクルInfo
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- JPH0626362A JPH0626362A JP20608092A JP20608092A JPH0626362A JP H0626362 A JPH0626362 A JP H0626362A JP 20608092 A JP20608092 A JP 20608092A JP 20608092 A JP20608092 A JP 20608092A JP H0626362 A JPH0626362 A JP H0626362A
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- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims abstract description 14
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 13
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- 239000007789 gas Substances 0.000 abstract description 55
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- 239000000446 fuel Substances 0.000 abstract description 5
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 abstract description 3
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- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 9
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- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
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- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
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Landscapes
- Treating Waste Gases (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 安価な手段で余剰ＣＯ2を除去すること。
【構成】 燃焼器３で生成した高温ガスを順次ガスター
ビン５、排熱回収ボイラ７、排ガス凝縮器８及び圧縮機
４へと流して燃焼器３へ戻し、ＣＯ2を循環させるＣＯ2
ガスタービンサイクルにおいて、ガスタービン５から排
熱回収ボイラ７へ流れる排ガス（又は排ガス凝縮器８か
ら圧縮機４へ流れる排ガス）の一部を分岐させて、マグ
ネタイトを触媒とする余剰ＣＯ2除去装置１０へ導く。
また、余剰ＣＯ2除去装置１０で発生したＣＨ4を燃焼器
３へ、またＯ2をＯ2圧縮機２の吸込側へそれぞれ供給す
る。更に、Ｏ2製造装置１で空気中のＯ2から分離したＮ
2を、起動時に燃焼器３へ供給して、系内のＯ2と置換す
る。
ビン５、排熱回収ボイラ７、排ガス凝縮器８及び圧縮機
４へと流して燃焼器３へ戻し、ＣＯ2を循環させるＣＯ2
ガスタービンサイクルにおいて、ガスタービン５から排
熱回収ボイラ７へ流れる排ガス（又は排ガス凝縮器８か
ら圧縮機４へ流れる排ガス）の一部を分岐させて、マグ
ネタイトを触媒とする余剰ＣＯ2除去装置１０へ導く。
また、余剰ＣＯ2除去装置１０で発生したＣＨ4を燃焼器
３へ、またＯ2をＯ2圧縮機２の吸込側へそれぞれ供給す
る。更に、Ｏ2製造装置１で空気中のＯ2から分離したＮ
2を、起動時に燃焼器３へ供給して、系内のＯ2と置換す
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ＣＯ2ガスタービンサ
イクル、更に詳細には、ＣＯ2ガスタービンサイクルの
系統から燃焼によって増加した余剰ＣＯ2を除去するシ
ステムに関する。
イクル、更に詳細には、ＣＯ2ガスタービンサイクルの
系統から燃焼によって増加した余剰ＣＯ2を除去するシ
ステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のＣＯ2ガスタービンサイクルとし
て、本出願人が特願平３−６８０７０号として提案した
ものがあり、図３を参照してその概要を説明する。
て、本出願人が特願平３−６８０７０号として提案した
ものがあり、図３を参照してその概要を説明する。
【０００３】図３において、Ｏ2製造装置１で空気中の
Ｎ2が分離されたＯ2は、Ｏ2圧縮機２で加圧され、燃焼
器３へ供給されて、燃料を燃焼させる。セミクローズド
サイクルを形成するガスタービンは圧縮機４、ガスター
ビン５で構成され、ＣＯ2が循環する。すなわち、圧縮
機４で圧縮されたＣＯ2は燃焼器３で加熱されて高温と
なり、ガスタービン５で膨脹する。ガスタービン５は、
圧縮機４と共に発電機６を駆動する。ガスタービン５を
出た排ガスは、それから、排熱回収ボイラ７で蒸気を発
生させ、前置冷却器として作用する排ガス凝縮器８で水
分が除去され、温度が下がったＣＯ2は再び圧縮機４に
流入して、循環サイクルを営む。
Ｎ2が分離されたＯ2は、Ｏ2圧縮機２で加圧され、燃焼
器３へ供給されて、燃料を燃焼させる。セミクローズド
サイクルを形成するガスタービンは圧縮機４、ガスター
ビン５で構成され、ＣＯ2が循環する。すなわち、圧縮
機４で圧縮されたＣＯ2は燃焼器３で加熱されて高温と
なり、ガスタービン５で膨脹する。ガスタービン５は、
圧縮機４と共に発電機６を駆動する。ガスタービン５を
出た排ガスは、それから、排熱回収ボイラ７で蒸気を発
生させ、前置冷却器として作用する排ガス凝縮器８で水
分が除去され、温度が下がったＣＯ2は再び圧縮機４に
流入して、循環サイクルを営む。
【０００４】そして、燃料の燃焼によって発生したＣＯ
2は循環ガス量を増加させるため、液化分離装置９で余
剰分のＣＯ2が外部へ抽出される。すなわち、圧縮機４
の出口からバイパスされたＣＯ2は、液化分離装置９へ
導かれる。圧縮機４の出口でのＣＯ2圧力は１４ａｔａ
程度であり、この圧力での飽和温度は約−４０℃であ
る。一方、大気圧下での飽和温度は−７８．５℃で、こ
の温度はドライアイスの昇華温度に相当する。したがっ
て、加圧状態での気液分離は、気固分離方式に比べて容
易で、分離装置の動力費を節減することができる。
2は循環ガス量を増加させるため、液化分離装置９で余
剰分のＣＯ2が外部へ抽出される。すなわち、圧縮機４
の出口からバイパスされたＣＯ2は、液化分離装置９へ
導かれる。圧縮機４の出口でのＣＯ2圧力は１４ａｔａ
程度であり、この圧力での飽和温度は約−４０℃であ
る。一方、大気圧下での飽和温度は−７８．５℃で、こ
の温度はドライアイスの昇華温度に相当する。したがっ
て、加圧状態での気液分離は、気固分離方式に比べて容
易で、分離装置の動力費を節減することができる。
【０００５】なお、ＣＯ2除去率（Ｏ2補充により余剰と
なったＣＯ2増加率）は、通常２０％程度である。ま
た、ＣＯ2を液化分離したのちの低温排ガスは、圧縮機
４の入口側へ戻され、圧縮機入口ガス温度を下げて、そ
の駆動動力を低減させる。
なったＣＯ2増加率）は、通常２０％程度である。ま
た、ＣＯ2を液化分離したのちの低温排ガスは、圧縮機
４の入口側へ戻され、圧縮機入口ガス温度を下げて、そ
の駆動動力を低減させる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
従来のＣＯ2ガスタービンサイクルにあっては、次のよ
うな問題点があった。 （１）ＣＯ2を系統から抽出するための液化分離装置は
ＣＯ2を−４０℃に冷却しなければならず、その運転費
が高い。 （２）液化分離装置の建設費が高い。 （３）抽出された液体ＣＯ2は、利用されることなく、
冷熱を有したままで廃棄され、プラント熱効率を低下さ
せている。
従来のＣＯ2ガスタービンサイクルにあっては、次のよ
うな問題点があった。 （１）ＣＯ2を系統から抽出するための液化分離装置は
ＣＯ2を−４０℃に冷却しなければならず、その運転費
が高い。 （２）液化分離装置の建設費が高い。 （３）抽出された液体ＣＯ2は、利用されることなく、
冷熱を有したままで廃棄され、プラント熱効率を低下さ
せている。
【０００７】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液化分離装置を用
いることなく、安価な手段で余剰ＣＯ2を除去でき、か
つプラント熱効率を向上できるようにしたＣＯ2ガスタ
ービンサイクルを提供することを目的とする。
決するためになされたもので、ＣＯ2液化分離装置を用
いることなく、安価な手段で余剰ＣＯ2を除去でき、か
つプラント熱効率を向上できるようにしたＣＯ2ガスタ
ービンサイクルを提供することを目的とする。
【０００８】
【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、燃焼器で生成した高温ガスを順次ガス
タービン、排熱回収ボイラ、排ガス凝縮器及び圧縮機へ
と流して前記燃焼器へ戻し、ＣＯ2を循環させるＣＯ2ガ
スタービンサイクルにおいて、前記ガスタービンから前
記排熱回収ボイラへ流れる排ガス又は前記排ガス凝縮器
から前記圧縮機へ流れる排ガスの一部を分岐させて、マ
グネタイトを触媒とする余剰ＣＯ2除去装置へ導くよう
にしたものである。
めに、本発明は、燃焼器で生成した高温ガスを順次ガス
タービン、排熱回収ボイラ、排ガス凝縮器及び圧縮機へ
と流して前記燃焼器へ戻し、ＣＯ2を循環させるＣＯ2ガ
スタービンサイクルにおいて、前記ガスタービンから前
記排熱回収ボイラへ流れる排ガス又は前記排ガス凝縮器
から前記圧縮機へ流れる排ガスの一部を分岐させて、マ
グネタイトを触媒とする余剰ＣＯ2除去装置へ導くよう
にしたものである。
【０００９】
【作用】上記の手段によれば、余剰ＣＯ2はマグネタイ
トを触媒とするＣＯ2除去装置でＣＯ2＋２Ｈ2Ｏ＋熱→
ＣＨ4＋２Ｏ2の化学反応を行い、除去される。そして、
この余剰ＣＯ2除去装置で発生したＣＨ4はガスタービン
燃料として、またＯ2は燃焼用酸素としてそれぞれ回収
することができる。
トを触媒とするＣＯ2除去装置でＣＯ2＋２Ｈ2Ｏ＋熱→
ＣＨ4＋２Ｏ2の化学反応を行い、除去される。そして、
この余剰ＣＯ2除去装置で発生したＣＨ4はガスタービン
燃料として、またＯ2は燃焼用酸素としてそれぞれ回収
することができる。
【００１０】
【実施例】以下図１，図２を参照して本発明の実施例に
ついて詳細に説明する。図１は本発明の第１実施例を、
また図２は本発明の第２実施例をそれぞれ示すものであ
って、図３に示したものと同一の部分には同一の符号を
付して、重複する説明は省略する。
ついて詳細に説明する。図１は本発明の第１実施例を、
また図２は本発明の第２実施例をそれぞれ示すものであ
って、図３に示したものと同一の部分には同一の符号を
付して、重複する説明は省略する。
【００１１】まず、図１において、本発明の第１実施例
によれば、排熱回収ボイラ７の前から、すなわちガスタ
ービン５から排熱回収ボイラ７へ流れる排ガスの一部が
余剰ＣＯ2除去装置１０へ導かれる。このＣＯ2除去装置
１０へは触媒として活性マグネタイトが供給され、ＣＯ
2は水蒸気の存在の下でマグネタイトを触媒としてＣＯ2
＋２Ｈ2Ｏ＋熱→ＣＨ4＋２Ｏ2の化学反応を行い、除去
される。そして、この余剰ＣＯ2除去装置１０で発生し
たＣＨ4は冷却器１１、圧縮機１２を経て燃焼器３へ供
給され、またＯ2は冷却器１３で冷却された後Ｏ2圧縮機
２の吸込側へ導かれる。
によれば、排熱回収ボイラ７の前から、すなわちガスタ
ービン５から排熱回収ボイラ７へ流れる排ガスの一部が
余剰ＣＯ2除去装置１０へ導かれる。このＣＯ2除去装置
１０へは触媒として活性マグネタイトが供給され、ＣＯ
2は水蒸気の存在の下でマグネタイトを触媒としてＣＯ2
＋２Ｈ2Ｏ＋熱→ＣＨ4＋２Ｏ2の化学反応を行い、除去
される。そして、この余剰ＣＯ2除去装置１０で発生し
たＣＨ4は冷却器１１、圧縮機１２を経て燃焼器３へ供
給され、またＯ2は冷却器１３で冷却された後Ｏ2圧縮機
２の吸込側へ導かれる。
【００１２】次に、図２において、本発明の第２実施例
によれば、排ガス凝縮器８の後から、すなわち排ガス凝
縮器８から圧縮機４へ流れる排ガスの一部が余剰ＣＯ2
除去装置１０へ導かれる。このＣＯ2除去装置１０へは
触媒として活性マグネタイトが供給され、ＣＯ2は水蒸
気の存在の下でマグネタイトを触媒としてＣＯ2＋２Ｈ2
Ｏ＋熱→ＣＨ4＋２Ｏ2の化学反応を行い、除去される。
そして、この余剰ＣＯ2除去装置１０で発生したＣＨ4は
冷却器１１、圧縮機１２を経て燃焼器３へ供給され、ま
たＯ2は冷却器１３で冷却された後Ｏ2圧縮機２の吸込側
へ導かれる。
によれば、排ガス凝縮器８の後から、すなわち排ガス凝
縮器８から圧縮機４へ流れる排ガスの一部が余剰ＣＯ2
除去装置１０へ導かれる。このＣＯ2除去装置１０へは
触媒として活性マグネタイトが供給され、ＣＯ2は水蒸
気の存在の下でマグネタイトを触媒としてＣＯ2＋２Ｈ2
Ｏ＋熱→ＣＨ4＋２Ｏ2の化学反応を行い、除去される。
そして、この余剰ＣＯ2除去装置１０で発生したＣＨ4は
冷却器１１、圧縮機１２を経て燃焼器３へ供給され、ま
たＯ2は冷却器１３で冷却された後Ｏ2圧縮機２の吸込側
へ導かれる。
【００１３】なお、ＣＯ2とマグネタイトとの化学反応
は特に３００〜４００℃の高温下で行われやすく、また
通常排熱回収前のガスタービン排ガスがこのような高い
温度を有しているので、図１に示した第１実施例の方が
図２に示した第２実施例よりも余剰ＣＯ2除去装置１０
の運転費を安くできる利点がある。
は特に３００〜４００℃の高温下で行われやすく、また
通常排熱回収前のガスタービン排ガスがこのような高い
温度を有しているので、図１に示した第１実施例の方が
図２に示した第２実施例よりも余剰ＣＯ2除去装置１０
の運転費を安くできる利点がある。
【００１４】また、図１及び図２の各々に示すように、
好適には，Ｏ2製造装置１で空気中のＯ2から分離したＮ
2が、起動時に燃焼器３へ供給され、これにより起動時
に系内に存在する大量のＯ2が強制的にＮ2に置換され
て、活性マグネタイトの還元力低下が防止されるように
なっている。
好適には，Ｏ2製造装置１で空気中のＯ2から分離したＮ
2が、起動時に燃焼器３へ供給され、これにより起動時
に系内に存在する大量のＯ2が強制的にＮ2に置換され
て、活性マグネタイトの還元力低下が防止されるように
なっている。
【００１５】すなわち、活性マグネタイトは、原子構造
的に不安定故に反応性に富み、例えば、化合結合が強固
なＣＯ2においてもＣＯ2→Ｃ＋Ｏ2と分解し、Ｃを活性
マグネタイト表面に、Ｏ2を活性マグネタイト深層へ取
り込み、ＣＯ2を分解する作用をもっている。しかし、
この時、気相中のＣＯ2にＯ2の混入があると、上記の反
応は、Ｏ2による活性マグネタイトの酸化反応により、
その作用が低下することとなる。そこで、起動時このＯ
2をＮ2に強制置換することにより、上記疎外反応による
活性マグネタイトの還元力低下を防止することができ
る。
的に不安定故に反応性に富み、例えば、化合結合が強固
なＣＯ2においてもＣＯ2→Ｃ＋Ｏ2と分解し、Ｃを活性
マグネタイト表面に、Ｏ2を活性マグネタイト深層へ取
り込み、ＣＯ2を分解する作用をもっている。しかし、
この時、気相中のＣＯ2にＯ2の混入があると、上記の反
応は、Ｏ2による活性マグネタイトの酸化反応により、
その作用が低下することとなる。そこで、起動時このＯ
2をＮ2に強制置換することにより、上記疎外反応による
活性マグネタイトの還元力低下を防止することができ
る。
【００１６】
【発明の効果】以上述べたように、本発明は、燃焼器で
生成した高温ガスを順次ガスタービン、排熱回収ボイ
ラ、排ガス凝縮器及び圧縮機へと流して前記燃焼器へ戻
し、ＣＯ2を循環させるＣＯ2ガスタービンサイクルにお
いて、前記ガスタービンから前記排熱回収ボイラへ流れ
る排ガス又は前記排ガス凝縮器から前記圧縮機へ流れる
排ガスの一部を分岐させて、マグネタイトを触媒とする
余剰ＣＯ2除去装置へ導き、余剰ＣＯ2を除去するように
したものであり、このようなマグネタイトを触媒とする
余剰ＣＯ2除去装置は従来のＣＯ2液化分離装置に比べて
運転費及び建設費が安いものである。したがって、本発
明によれば、安価な手段で余剰Ｏ2を除去することがで
きる。
生成した高温ガスを順次ガスタービン、排熱回収ボイ
ラ、排ガス凝縮器及び圧縮機へと流して前記燃焼器へ戻
し、ＣＯ2を循環させるＣＯ2ガスタービンサイクルにお
いて、前記ガスタービンから前記排熱回収ボイラへ流れ
る排ガス又は前記排ガス凝縮器から前記圧縮機へ流れる
排ガスの一部を分岐させて、マグネタイトを触媒とする
余剰ＣＯ2除去装置へ導き、余剰ＣＯ2を除去するように
したものであり、このようなマグネタイトを触媒とする
余剰ＣＯ2除去装置は従来のＣＯ2液化分離装置に比べて
運転費及び建設費が安いものである。したがって、本発
明によれば、安価な手段で余剰Ｏ2を除去することがで
きる。
【００１７】また、余剰ＣＯ2除去装置で発生したＣＨ4
をガスタービン燃料として、またＯ2を燃焼用酸素とし
てそれぞれ回収するようにすれば、プラント熱効率を向
上させることができる。更に、０2製造装置で空気中の
Ｏ2から分離したＮ2を起動時に燃焼器へ供給するように
すれば、起動時に系内に存在する大量のＯ2を強制的に
Ｎ2に置換して、マグネタイトの還元力低下を防止する
ことができる。
をガスタービン燃料として、またＯ2を燃焼用酸素とし
てそれぞれ回収するようにすれば、プラント熱効率を向
上させることができる。更に、０2製造装置で空気中の
Ｏ2から分離したＮ2を起動時に燃焼器へ供給するように
すれば、起動時に系内に存在する大量のＯ2を強制的に
Ｎ2に置換して、マグネタイトの還元力低下を防止する
ことができる。
【図１】本発明によるＣＯ2ガスタービンサイクルの一
例を示す系統図である。
例を示す系統図である。
【図２】本発明によるＣＯ2ガスタービンサイクルの他
の例を示す系統図である。
の例を示す系統図である。
【図３】従来のＣＯ2ガスタービンサイクルを示す系統
図である。
図である。
１ Ｏ2製造装置 ２ Ｏ2圧縮機 ３ 燃焼器 ４ 圧縮機 ５ ガスタービン ６ 発電機 ７ 排熱回収ボイラ ８ 排ガス凝縮器 １０ 余剰ＣＯ2除去装置 １１ 冷却器 １２ 圧縮機 １３ 冷却器
Claims (4)
- 【請求項１】燃焼器で生成した高温ガスを順次ガスター
ビン、排熱回収ボイラ、排ガス凝縮器及び圧縮機へと流
して前記燃焼器へ戻し、ＣＯ2を循環させるＣＯ2ガスタ
ービンサイクルにおいて、前記ガスタービンから前記排
熱回収ボイラへ流れる排ガスの一部を分岐させて、マグ
ネタイトを触媒とする余剰ＣＯ2除去装置へ導くように
したことを特徴とするＣＯ2ガスタービンサイクル。 - 【請求項２】燃焼器で生成した高温ガスを順次ガスター
ビン、排熱回収ボイラ、排ガス凝縮器及び圧縮機へと流
して前記燃焼器へ戻し、ＣＯ2を循環させるＣＯ2ガスタ
ービンサイクルにおいて、前記排ガス凝縮器から前記圧
縮機へ流れる排ガスの一部を分岐させて、マグネタイト
を触媒とする余剰ＣＯ2除去装置へ導くようにしたこと
を特徴とするＣＯ2ガスタービンサイクル。 - 【請求項３】請求項１又は２記載のＣＯ2ガスタービン
サイクルにおいて、空気中からＮ2を分離してＯ2を製造
するＯ2製造装置と、このＯ2製造装置からのＯ2を圧縮
して前記燃焼器へ供給するＯ2圧縮機とを備え、前記余
剰ＣＯ2除去装置で発生したＣＨ4を前記燃焼器へ、また
Ｏ2を前記Ｏ2圧縮機の吸込側へそれぞれ供給するように
したことを特徴とするＣＯ2ガスタービンサイクル。 - 【請求項４】請求項３記載のＣＯ2ガスタービンサイク
ルにおいて、前記Ｏ2製造装置で空気中のＯ2から分離し
たＮ2を起動時に前記燃焼器へ供給するようにしたこと
を特徴とするＣＯ2ガスタービンサイクル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20608092A JPH0626362A (ja) | 1992-07-09 | 1992-07-09 | Ｃｏ▲２▼ガスタービンサイクル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20608092A JPH0626362A (ja) | 1992-07-09 | 1992-07-09 | Ｃｏ▲２▼ガスタービンサイクル |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0626362A true JPH0626362A (ja) | 1994-02-01 |
Family
ID=16517497
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20608092A Withdrawn JPH0626362A (ja) | 1992-07-09 | 1992-07-09 | Ｃｏ▲２▼ガスタービンサイクル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0626362A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006506568A (ja) * | 2002-06-21 | 2006-02-23 | サーガス・エーエス | 低排気火力発電装置 |
| US10103737B2 (en) | 2014-11-12 | 2018-10-16 | 8 Rivers Capital, Llc | Control systems and methods suitable for use with power production systems and methods |
| US10533461B2 (en) | 2015-06-15 | 2020-01-14 | 8 Rivers Capital, Llc | System and method for startup of a power production plant |
| US10731571B2 (en) | 2016-02-26 | 2020-08-04 | 8 Rivers Capital, Llc | Systems and methods for controlling a power plant |
| US10794274B2 (en) | 2013-08-27 | 2020-10-06 | 8 Rivers Capital, Llc | Gas turbine facility with supercritical fluid “CO2” recirculation |
| JP2020200812A (ja) * | 2019-06-13 | 2020-12-17 | 三菱パワー株式会社 | 複合プラント |
| US10961920B2 (en) | 2018-10-02 | 2021-03-30 | 8 Rivers Capital, Llc | Control systems and methods suitable for use with power production systems and methods |
| US11549433B2 (en) | 2019-10-22 | 2023-01-10 | 8 Rivers Capital, Llc | Control schemes for thermal management of power production systems and methods |
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-
1992
- 1992-07-09 JP JP20608092A patent/JPH0626362A/ja not_active Withdrawn
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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